Depuis une décennie environ, on observe des détails de la surface de certaines étoiles. Et pour la première fois, les astronomes de l'ESO viennent de découvrir des cellules de convection bien plus grandes que le Soleil à la surface de la géante rouge π1 Gruis.

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    Longtemps, l'humanité ignora la taille des étoiles, même quand elle a commencé à en connaître les distances. Mais au XXe siècle, tout a changé avec Bételgeuse, l'une des étoiles les plus brillantes de la constellation d'Orion.

    Cette supergéante rougesupergéante rouge fut, en effet, la première étoile dont le diamètre a été déterminé au début des années 1920. Les astronomesastronomes Michelson et Pease utilisèrent pour cela la technique de la synthèse d'ouverture -- imaginée par Hippolyte Fizeau --, permettant de mesurer le diamètre des étoiles par des méthodes interférométriques.


    Cette séquence de zoom emmène le spectateur dans la constellation australe de la Grue, puis à proximité de la paire d’étoiles π1 Gruis (rouge) et π2 Gruis (bleue-blanche). La brillante galaxie spirale IC 5201 est également visible. L’image finale offre une vue détaillée de la surface de la géante rouge π1 Gruis, acquise par l’instrument Pionier, installé sur l’interféromètre du VLT. © ESO

    Des bulles convectives de plasma 100 fois plus grandes que le Soleil

    Aujourd'hui, ces méthodes ont été affinées et sont mises en pratique sur le VLT (Very Large TelescopeVery Large Telescope), de l'ESO. Comme l'explique un article publié dans Nature, une équipe internationale a utilisé l'instrument Pionier pour zoomer sur la surface d'une autre étoile, une géante rougegéante rouge cette fois, du nom de π1 Gruis.

    Elle est située à 530 années-lumière du Système solaireSystème solaire dans la constellation de la Grue. Le SoleilSoleil devrait ressembler à cette étoile d'ici environ 5 milliards d'années, quand, à la fin de son existence, il sera lui aussi devenu une géante rouge. La massemasse de π1 Gruis est de 1,5 fois celle du Soleil mais son diamètre est 350 fois plus grand et sa luminositéluminosité des milliers de fois plus importante !

    La vieille géante rouge π<sup>1</sup> Gruis vue avec l’instrument Pionier, du VLT, qui révèle de gigantesques cellules convectives. Chacune s’étend sur quelque 120 millions de kilomètres. © ESO

    La vieille géante rouge π1 Gruis vue avec l’instrument Pionier, du VLT, qui révèle de gigantesques cellules convectives. Chacune s’étend sur quelque 120 millions de kilomètres. © ESO

    Pour la première fois, des détails inédits à la surface d'une étoile de type géante rouge ont pu être observés. Pionier a mis en évidence des cellules de convectionconvection avec des motifs granulairesgranulaires similaires à celles connues à la surface du Soleil. Mais celles de cette étoile sont titanesques ! Elles occupent environ un quart de la surface visible de π1 Gruis, ce qui leur donne une taille de 120 millions de kilomètres, près de 100 fois le diamètre du Soleil.

    À titre de comparaison, la photosphère de notre Soleil (sa surface) se compose de quelque deux millions de cellules convectives dont les diamètres avoisinent les 1.500 kilomètres seulement.

    Pourquoi une telle différence ? Tout simplement parce que l'étoile est fortement dilatée, jusqu'à atteindre en gros la taille de l'orbiteorbite de VénusVénus. De ce fait, la gravitégravité en surface est plus faible, ce qui autorise ces bulles convectives de plasma gigantesques.

    Le saviez-vous ?

    Pourquoi cette appellation de π1 Gruis ? En 1603, l’astronome allemand Johann Bayer classifia 1.564 étoiles, attribuant à chacune d’elles une lettre grecque suivie du nom de leur constellation hôte. Ce principe s'est conservé jusqu'à aujourd'hui. Généralement, l’attribution des lettres grecques s’effectue dans l’ordre de leur brillance apparente, la plus lumineuse d’entre elles se nommant alpha (α). L’étoile la plus brillante de la constellation de la Grue a donc été baptisée α Gruis.

    π1 Gruis appartient à un système binaire d’étoiles aux couleurs contrastées, proches l’une de l’autre. Son compagnon porte de ce fait la désignation π2 Gruis. Les deux étoiles sont suffisamment brillantes pour être observables aux jumelles.