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La convection hors norme de Bételgeuse

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En comparant observations et simulations informatiques, les astronomes viennent de découvrir comment maigrissait l'une des plus brillantes étoiles du ciel boréal.

Une simulation a permis de dresser cette carte d'intensité de Bételgeuse dans le domaine visible. Elle permet de se faire une idée des mouvements de convection qui agitent la surface de l'étoile. Chaque cellule pourrait engloutir plusieurs centaines de soleils comme le nôtre ! Crédit MPA/Graal/Lesia

Bételgeuse est un astre gigantesque, mille fois plus gros que le Soleil et cent mille fois plus lumineux. A plus de 600 années-lumière de nous, cette étoile représente l'épaule du chasseur légendaire Orion pour qui regarde la constellation à l'œil nu au cours des soirées hivernales.

C'est une supergéante rouge (plutôt orangée sur les photos d'ailleurs) qui explosera dans quelques milliers d'années. Grande, proche et lumineuse, elle est l'étoile la plus étudiée après le Soleil.

Le point brillant orangé de Bételgeuse marque l'emplacement de l'épaule du chasseur Orion. Pour accentuer les couleurs des étoiles sur cette image, la mise au point a volontairement été modifiée toutes les 5 minutes pendant une pose totale de 45 minutes au cours desquelles les étoiles se sont déplacées. Crédit J.-B. Feldmann

Une étoile qui se dégonfle

En 1921 les astronomes Michelson et Pease en mesurèrent le diamètre, récemment réévalué à 5,5 UA (unités astronomiques, soit cinq fois et demi la distance Terre-Soleil !). Mais Bételgeuse n'est pas stable : on a constaté que cette semi-variable avait tendance à rétrécir depuis quelques années.

Pour étudier comment elle perd de la masse, à l'instar des autres supergéantes rouges, une équipe scientifique de trois laboratoires (MPA, Graal, Lesia) vient d'analyser les mouvements de convection de Bételgeuse en associant les données observationnelles avec des simulations hydrodynamiques 3D. Les chercheurs ont alors découvert la présence de cellules convectives de différentes tailles, un phénomène déjà observé sur l'étoile Canopus.

Bételgeuse vue avec le Very Large Telescope de l’Eso. Crédit : Eso / P. Kervella / Lesia, Observatoire de Paris

Une convection démesurée

Les cellules convectives fonctionnent à la manière d'ascenseurs qui font remonter le plasma chaud jusqu'à la surface d'une étoile. Sur le Soleil, les cellules convectives sont responsables de la granulation solaire, des grains dont les plus gros atteignent 2.000 kilomètres. Taille dérisoire comparée à Bételgeuse où les cellules représentent 5% du rayon de l'étoile pour les plus modestes à 60% pour la plus imposante !

Les chercheurs pensent que cette convection phénoménale pourrait être à l'origine de la perte de masse des supergéantes rouges. Un régime amaigrissant draconien qui profite à la Galaxie dont l'enrichissement chimique est ainsi assuré.

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