Bételgeuse sur le point d'exploser en supernova ? Baisse sans précédent de sa luminosité
Publié par Adrien le 16/02/2020 à 08:00
Source: ESO
Les télescopes de l'ESO scrutent la baisse de luminosité de surface de l'étoile Bételgeuse

Grâce au Very Large Telescope (VLT) de l'ESO, les astronomes ont capturé une image figurant l'affadissement sans précédent de Bételgeuse, une supergéante rouge (Les supergéantes rouges sont des étoiles relativement massives qui sont en train de terminer leur phase de séquence principale. En d'autres termes, elles ont consommé l'ensemble de leur hydrogène dans leur cœur....) de la constellation (Une constellation est un ensemble d'étoiles dont les projections sur la voûte céleste sont suffisamment proches pour qu'une civilisation...) d'Orion. Les récents clichés témoignent, non seulement de la baisse de luminosité (La luminosité désigne la caractéristique de ce qui émet ou réfléchit la lumière.) de la supergéante rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.), mais également des modifications de sa forme apparente.


Sur cette vue d'artiste (Est communément appelée artiste toute personne exerçant l'un des métiers ou activités suivantes :) figure la supergéante rouge Bételgeuse (Le terme Bételgeuse fait référence à:) telle qu'elle apparaît au moyen de diverses techniques de pointe utilisées sur le Very Large Telescope de l'ESO par deux équipes distinctes d'astronomes afin d'obtenir les images les plus détaillées à ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à minuit heure...) de l'étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une énorme boule de plasma comme le Soleil, qui est l'étoile la plus proche de la Terre.). Sur ces clichés, Bételgeuse apparaît dotée d'un vaste panache de gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de volume...) aussi étendu que notre Système Solaire (Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le Soleil et des corps célestes ou objets définis gravitant autour de lui (autrement dit, notre...) et d'une gigantesque bulle bouillonnant à sa surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement confondu avec sa mesure, sa...). Ces découvertes offrent d'importantes clés de compréhension de l'intense perte de matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux. La matière occupe...) par ces monstres stellaires. Sur cette vue d'artiste figurent également une échelle, en unités de rayons de Bételgeuse, et une comparaison avec le Système Solaire.
Crédit: ESO/L. Calçada

Bételgeuse a longtemps constitué, pour les observateurs stellaires, un phare dans le ciel (Le ciel est l'atmosphère de la Terre telle qu'elle est vue depuis le sol de la planète.) nocturne. L'année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié à la révolution de la Terre autour du Soleil.) passée toutefois, sa luminosité a commencé à diminuer. Sa luminosité actuelle représente seulement 36% de sa luminosité normale, un changement nettement visible à l'oeil nu. Les passionnés d'astronomie (L’astronomie est la science de l’observation des astres, cherchant à expliquer leur origine, leur évolution, leurs propriétés physiques et chimiques. Elle ne doit pas être confondue avec la mécanique...) et les scientifiques espéraient mieux comprendre cette baisse de luminosité sans précédent.

Une équipe dirigée par Miguel Montargès, astronome (Un astronome est un scientifique spécialisé dans l'étude de l'astronomie.) à la KU Leuven de Belgique, observe l'étoile au moyen du Very Large Telescope de l'ESO depuis décembre dernier, dans le but de comprendre la raison de sa soudaine baisse de luminosité. Au tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) début de leur campagne (La campagne, aussi appelée milieu rural désigne l'ensemble des espaces cultivés habités, elle s'oppose aux concepts de ville, d'agglomération ou de milieu urbain. La campagne est...) d'observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude...), ils ont acquis une surprenante nouvelle image de la surface de Bételgeuse avec l'instrument SPHERE.

L'équipe avait déjà observé l'étoile au moyen de SPHERE en janvier 2019, avant que sa luminosité ne décroisse. Nous disposons ainsi de deux clichés de Bételgeuse témoignant de l'avant et de l'après baisse de luminosité. Acquises en lumière visible (La lumière visible, appelée aussi spectre visible ou spectre optique est la partie du spectre électromagnétique qui est visible pour l'œil humain.), ces images figurent les changements intervenus, tant dans la brillance que dans la forme apparente de l'étoile.


La supergéante rouge Bételgeuse dans la constellation d'Orion subit une baisse de luminosité sans précédent. Cette surprenante image de la surface de l'étoile acquise en fin d'année dernière au moyen de l'instrument SPHERE qui équipe le Very Large Telescope de l'ESO, est l'une des toutes premières obtenues dans le cadre d'une campagne d'observations visant à comprendre la raison de l'affadissement de l'étoile. Une rapide comparaison avec l'image acquise au mois de janvier 2019 montre combien l'étoile a vu sa luminosité décroître et sa forme apparente varier.
Crédit: ESO/M. Montargès et al.

De nombreux astronomes amateurs se sont demandés si la baisse de luminosité de Bételgeuse signifiait qu'elle était sur le point (Graphie) d'exploser. A l'image des autres supergéantes rouges, Bételgeuse se changera un jour en supernova (Une supernova est l'ensemble des phénomènes conséquents à l'explosion d'une étoile, qui s'accompagne d'une augmentation brève mais fantastiquement grande de sa luminosité. Vue depuis la...). Toutefois, les astronomes ne pensent pas que ce soit actuellement le cas. D'autres hypothèses sont susceptibles de rendre compte de ces changements de forme et de brillance apparente dont témoignent les images de SPHERE. “Nous travaillons actuellement sur deux scénari: l'un repose sur un refroidissement de la surface généré par une activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) stellaire (Stellaria est un genre de plantes herbacées annuelles ou vivaces, les stellaires, de la famille des Caryophyllaceae. Il comprend près de 90 espèces réparties à travers le...) exceptionnelle, l'autre sur l'éjection de poussière le long de la ligne de visée”, précise Miguel Montargès (1). “Bien sûr, notre connaissance des supergéantes rouges demeure aujourd'hui encore incomplète. Des études sont en cours, une surprise est donc toujours susceptible de se présenter.”

Miguel Montargès et son équipe ont eu recours au VLT implanté au sommet du Cerro Paranal au Chili pour étudier l'étoile située à plus de 700 années lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de...) de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive des quatre...), et recueillir des indices relatifs à sa baisse de luminosité. “L'Observatoire Paranal de l'ESO est l'une des rares installations capables d'imager la surface de Bételgeuse”, précise-t-il. Les instruments qui équipent le VLT de l'ESO permettent d'effectuer des observations sur une large gamme de longueurs d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales. Elle transporte de...) s'étendant du visible à l'infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde supérieure à celle de la lumière visible mais plus courte que celle...) moyen, offrant aux astronomes la possibilité d'observer tant la surface de Bételgeuse que la matière située en périphérie (Le mot périphérie vient du grec peripheria qui signifie circonférence. Plus généralement la périphérie désigne une limite éloignée d'un...). “C'est le seul moyen dont nous disposons pour comprendre ce qui arrive à cette étoile.”

Une autre image, acquise au moyen de l'instrument VISIR qui équipe le VLT, montre la lumière infrarouge émise par la poussière qui entoure l'étoile Bételgeuse au mois de décembre 2019. Ces observations ont été menées par une équipe emmenée par Pierre Kervella de l'Observatoire de Paris (L'Observatoire de Paris est né du projet, en 1667, de créer un observatoire astronomique équipé de bons instruments permettant d'établir des cartes pour la navigation. Il...), France. La longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus éloignées. Lorsque l’objet est filiforme ou en forme de lacet, sa...) d'onde de l'image est semblable à celle qu'utilisent les caméras thermiques. Les nuages de poussière, qui jaillissent telles des flammes sur l'image de VISIR, se forment lorsque l'étoile expulse sa matière constituante dans l'espace.about (L’about est un terme de charpenterie désignant l’extrémité façonnée d’une pièce de bois.):privatebrowsing

“L'expression 'nous sommes tous composés de poussière d'étoiles' est fréquente en astronomie populaire. Mais quelle est l'origine précise de cette poussière” soulève Emily Cannon, doctorante à la KU Leuven qui travaille sur les images de supergéantes rouges acquises par SPHERE. “Au cours de leur existence, les supergéantes rouges telle Bételgeuse produisent et expulsent de vastes quantités de matière avant même d'exploser en supernova. La technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) moderne nous a permis d'étudier ces objets situés à des centaines d'années lumière de la Terre dans des détails sans précédent, nous offrant l'opportunité de comprendre la raison de leur perte de masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps à la force de gravitation (la...).”

Note:

La surface irrégulière de Bételgeuse est parsemée de vastes cellules convectives qui se déplacent, rétrécissent et gonflent alternativement. En outre, l'étoile pulse. Ces battements de coeur rendent compte de ses variations périodiques de luminosité. Les changements de convection (La convection est un mode de transfert de chaleur où celle-ci est advectée (transportée-conduite, mais ces termes sont en fait impropres) par au moins un fluide. Ainsi durant la cuisson des pâtes, l'eau se met en...) et de pulsation observés à la surface de Bételgeuse témoignent simplement de son activité stellaire.
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