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Bételgeuse, l'étoile géante, rétrécirait depuis 15 ans !

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Bételgeuse est une des plus grandes étoiles supergéantes rouges connues. Selon les travaux d'un groupe de chercheurs américains, dont l'inventeur du laser, le prix Nobel Charles Townes, son diamètre diminue depuis une quinzaine d'années...

A 94 ans, l'inventeur du laser est encore vert. Le voici en train de laver le miroir de l'instrument avec lequel il mesure le diamètre des étoiles. Crédit : Cristina Ryan 2008

L'immense majorité des étoiles, si l'on néglige le phénomène de diffraction, apparaissent comme ponctuelles même quand on les observe avec de puissants télescopes comme Hubble. Cependant, avec les meilleurs instruments, certaines prennent clairement l'aspect d'un disque. Parmi ces très rares étoiles, Bételgeuse est l'une des plus célèbres.

L'humanité la connaît de longue date car c'est l'une des étoiles les plus brillantes de la constellation d’Orion. Au vingtième siècle, cette supergéante rouge fut la première étoile dont le diamètre a été déterminé. En 1921, en effet, les astronomes Michelson et Pease utilisèrent la technique de la synthèse d'ouverture, imaginée par Hippolyte Fizeau, pour déterminer le diamètre apparent des étoiles par des méthodes interférométriques.

Ces mesures indiquèrent un diamètre voisin de celui de l'orbite de Mars, plus précisément 3,7 unités astronomiques (UA). Cette taille était déjà extraordinairement grande. Mais ces dernières années, des progrès dans la détermination de la distance de Bételgeuse au Soleil ont conduit à la réévaluer. Alors qu'on la croyait égale à 430 années-lumière, elle serait en réalité de 640 années-lumière. Du coup, le diamètre de Bételgeuse a fait un bond lui aussi et, de 3,7, on est passé à 5,5 UA.

Cliquer pour agrandir. Bételgeuse est une supergéante rouge dont le rayon atteint celui de l'orbite de Saturne. Crédit : The Swedish Museum of Natural History

Un point brillant à la surface de l'étoile

Les chercheurs n'ont pas épuisé tout le parti qu'ils pouvaient tirer des méthodes interférométriques pour l'étude des étoiles ou d'autres objets céleste. Loin s'en faut. Les résultats de Michelson et Peasa par exemple avaient été obtenus dans le domaine du visible mais depuis longtemps, les astronomes du UC Berkeley's Infrared Spatial Interferometer Array (ISI) au sommet du Mont Wilson en Californie, observent et mesurent les caractéristiques des étoiles dans l'infrarouge grâce à la synthèse d'ouverture.

Avec son collègue Edward Wishnow, Charles H. Townes, le célèbre prix Nobel de physique 1964 pour l'invention du laser, conduit des observations depuis des années à l'aide de l'instrument ISI. Ils sont arrivés à une conclusion assez étonnante. Bien que la luminosité de Bételgeuse n'ait pas diminué en moyenne depuis 1993... son diamètre en revanche s'est réduit !

Le rétrécissement de la taille de la supergéante n'est pas négligeable. En 15 années, cette étoile a vu son rayon diminuer d'une distance égale à celle qui sépare Vénus du Soleil. Mieux, le processus semble aller en s'accélérant...

Bételgeuse est considérée comme une étoile semi-variable mais on ne sait pas encore avec certitude à quoi pourrait être dû ce rétrécissement. Avec ISI, les chercheurs peuvent distinguer des détails à la surface des étoiles géantes proches de notre Soleil. Townes lui-même, et son ancien thésard Ken Tatebe, ont observé un point brillant sur le disque de Bételgeuse. Les chercheurs spéculent donc en ce moment sur des processus en train de modifier la convection de cellules géantes analogues aux granules de convection de notre propre étoile. Cela affecterait les mesures en modifiant la forme de la surface.