La vérité sur Bételgeuse, l’étoile supergéante rouge qui explosera en une spectaculaire supernova

Soleil, réalisée avec le télescope spatial Hubble. Appelée Alpha Orionis, ou Bételgeuse, c’est une étoile supergéante rouge qui marque l’épaule de la constellation hivernale Orion le chasseur. L’image de Hubble révèle une énorme atmosphère ultraviolette et un mystérieux point chaud à la surface de ce mastodonte stellaire. L’énorme point lumineux, plus de dix fois le diamètre de la Terre, est au moins 2, 000 degrés Kelvin plus chaud que la surface de l’étoile.

Andrea Dupree (Harvard-Smithsonian CfA), Ronald Gilliland (STScI), NASA et ESA

Betelgeuse a un moment. La célèbre étoile supergéante rouge de la constellation d’Orion a visiblement diminué d’intensité ces dernières semaines, ce qui a amené certains à se demander si elle n’était pas sur le point de devenir supernova et d’exploser.

La dernière supernova visible remonte à 1987 – la supernova 1987A – qui a explosé dans le Grand Nuage de Magellan, une galaxie satellite de notre Voie lactée.

Bételgeuse est-elle susceptible d’exploser ? Si oui, à quoi cela ressemblerait-il ? Est-ce que la « diminution d’intensité » indique qu’une explosion potentielle est proche ? Ou sommes-nous simplement pleins d’espoir… ou peut-être même en train de regarder au mauvais endroit ?

Malgré toute l’attention portée sur Bételguese, il est presque certain qu’il ne va pas exploser cette semaine et être aussi brillant qu’une pleine lune pendant des mois. Pendant ce temps, de nouvelles recherches suggèrent que l’étoile alpha pâlissante de la constellation d’Orion n’est pas la seule étoile géante à surveiller.

Betelguese est-elle sur le point de devenir une supernova ?

Ceci ne va presque certainement pas se produire à ce moment précis… mais cela pourrait. Environ mille fois plus grande que notre Soleil, Betelguese s’éteint indéniablement, mais pour les astronomes, ce n’est pas surprenant. « Les médias et certains astronomes en font beaucoup trop », déclare Alex Filippenko, astrophysicien et professeur d’astronomie à l’université de Californie à Berkeley. « Bételgeuse est connue pour être une étoile variable – elle s’illumine et s’éteint de manière irrégulière. L’enregistrement à long terme montre une périodicité d’éclairement et d’extinction d’environ six ans et une autre périodicité d’environ 400 jours… parfois, elles se rejoignent et il y a un point particulièrement bas. » C’est ce qui se passe actuellement.

Il y a d’autres facteurs en jeu, aussi. « Bételgeuse est également connue pour être une étoile supergéante dont l’atmosphère produit de la poussière de temps en temps, ce qui peut également atténuer l’étoile visuellement », explique Filippenko. « Tout cela dure depuis des centaines ou des milliers d’années et il n’y a aucune raison de penser qu’une explosion est imminente. »

soleil, prise avec le télescope spatial Hubble. Bételgeuse est une énorme étoile de la constellation d’Orion. Cette image ultraviolette montre un point brillant sur l’étoile qui est 2000 degrés centigrades plus chaud que le reste de la surface. L’image de droite montre la constellation d’Orion, avec Bételgeuse marquée par une croix jaune. La taille de l’étoile par rapport à l’orbite de la Terre est également indiquée. (Photo par © CORBIS/Corbis via Getty Images)

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Alors, quand Bételgeuse deviendra-t-elle supernova ?

« Cela pourrait être ce soir, je ne le nie pas », déclare Filippenko. « C’est juste que l’atténuation actuelle n’est pas quelque chose d’incroyablement inhabituel ». Selon les estimations, la supernova de Betelguese pourrait se produire dans les 100 000 prochaines années, mais ce n’est qu’une hypothèse. « Selon les modèles les plus récents, cela pourrait prendre jusqu’à un demi-million d’années », déclare Filippenko. « Tout dépend de la masse exacte de l’étoile et de l’avancement de sa combustion évolutive, et nous ne savons tout simplement pas ces choses pour. »

journal Monthly Notices of the Royal Astronomical Society en 2013, montre que son atmosphère de Bételguese s’étend jusqu’à cinq fois la taille de la surface visuelle de l’étoile. Elle révèle deux points chauds au sein de l’atmosphère externe et un faible arc de gaz froid encore plus loin au-delà de la surface radio de l’étoile.

Université de Manchester & e-MERLIN

Si Bételgeuse part effectivement en supernova, que verra-t-on depuis la Terre ?

On dit souvent que Bételgeuse pourrait être aussi brillante qu’une pleine lune pendant des semaines après la supernova, mais les astronomes n’en sont pas vraiment sûrs. « Nous pensons que Bételgeuse a environ 20 masses solaires, mais elle pourrait n’en avoir que 15, et nos observations d’autres étoiles aussi massives suggèrent que si elles atteignent environ 15 ou 16 masses solaires, elles explosent lorsqu’elles sont dans la phase de supergéante rouge », explique Filippenko. « Cela conduit à une explosion qui reste à peu près de la même luminosité pendant environ trois mois avant que les étoiles ne s’éteignent ».

Cependant, si la masse de Bételgeuse est en fait un peu mais plus – peut-être 20 ou 22 masses solaires – alors elle pourrait d’abord perdre une grande partie de son enveloppe externe de gaz par une série de violentes éjections. « Je les appelle des ‘rots cosmiques’, et ils rendraient l’étoile nettement plus petite lorsqu’elle explose, de sorte qu’elle resterait brillante moins longtemps », explique Filippenko.

Le télescope spatial Hubble montre le vestige en expansion de six années-lumière de l’explosion d’une supernova d’une étoile. Des astronomes japonais et chinois ont été témoins de cet événement violent il y a près de 1 000 ans, en 1054. Les filaments orange sont les restes de l’étoile et se composent principalement d’hydrogène. L’étoile à neutrons qui tourne rapidement au centre de la nébuleuse est la dynamo qui alimente l’étrange lueur bleutée intérieure de la nébuleuse. La lumière bleue provient des électrons qui tourbillonnent à une vitesse proche de celle de la lumière autour des lignes de champ magnétique de l’étoile à neutrons. L’étoile à neutrons, le noyau ultra-dense écrasé de l’étoile explosée, éjecte des faisceaux jumeaux de rayonnement qui semblent pulser 30 fois par seconde en raison de la rotation de l’étoile à neutrons. (Photo de la NASA via Getty Images)

NASA via Getty Images

Que nous resterait-il après la supernova de Bételgeuse ?

L’épaule gauche d’Orion le chasseur ne serait plus, bien que quiconque possède un télescope – et certainement des télescopes spatiaux comme Hubble et Webb – aurait droit à un spectacle similaire à celui d’un reste de supernova comme la nébuleuse du Crabe (M1), inhabituellement brillante, située à 6 500 années-lumière dans la constellation du Taureau. M1 est le vestige d’une étoile qui est devenue supernova en 1054, un événement enregistré par des astronomes chinois et japonais. « Tout dépendra de la question de savoir si ce qui reste à l’intérieur est un pulsar actif, une étoile à neutrons tournant très rapidement et dotée d’un fort champ magnétique », déclare Filippenko. « Toutes les supernovae ne produisent pas d’étoiles à neutrons, et toutes les étoiles à neutrons ne sont pas très énergétiques et tournantes et n’ont pas un champ magnétique très élevé. »

La nébuleuse du Crabe en a un ; son étoile à neutrons tourne à un rythme d’environ 30 ou 33 fois par seconde, ce qui entraîne un flux de particules énergétiques projetées par le pulsar. « C’est ce qui maintient la nébuleuse du Crabe sous tension et la rend plus brillante qu’elle ne l’aurait été autrement », explique Filippenko. « C’est ce qu’on appelle une nébuleuse à vent de pulsar et tous les restes de supernova ne sont pas ainsi. » L’un d’entre eux ne l’est pas : Cassiopée A (Cas A), un vestige d’une supernova située à 11 000 années-lumière dans la constellation de Cassiopée qui a explosé en 1680, et dont l’étoile à neutrons n’est pas très active.

observations des télescopes Hubble et Spitzer ainsi que de l’observatoire Chandra X-ray (recadré).

Courtesy NASA/JPL-Caltech

Y a-t-il d’autres étoiles qui pourraient devenir supernova ?

« Il n’y a aucune étoile que nous connaissons qui est susceptible de devenir supernova plus tôt que Betelguese », dit Filippenko. L’exception, explique-t-il, sont les supernovae dites de type 1a qui peuvent se produire lorsque deux étoiles sont en orbite l’une autour de l’autre, l’une d’entre elles étant une naine blanche minuscule et faible. « Lorsqu’une étoile se dilate à la fin de sa vie, elle peut déverser de la matière sur la naine blanche et, dans certains cas, sa masse peut augmenter jusqu’à atteindre environ 1,4 fois la masse du Soleil », explique M. Filippenko. Dans ces cas-là, une explosion peut se produire, mais les astronomes connaissent actuellement peu de choses sur les naines blanches de la Voie lactée (même si le satellite Gaia de l’ESA est en train de changer la donne).

« Bételgeuse reste le meilleur pari pour voir une supernova, certainement en termes d’étoile brillante que n’importe qui peut lever les yeux et voir », dit Filippenko. « Orion est une constellation assez proéminente et quiconque est familier avec elle peut regarder son épaule gauche et voir que l’étoile est sensiblement plus faible qu’elle ne l’était auparavant. »

La « nova » prévue pour l’année 2083

Betelgeuse pourrait être l’étoile connue la plus proche qui pourrait « bientôt » devenir une supernova, même si cela est deviné à 100 000 ans. Cependant, certains astronomes pensent maintenant qu’il y a une étoile beaucoup plus proche qui pourrait « nova ». Une étoile appelée V Sagittae, distante de 7 800 années-lumière dans la minuscule constellation de Sagitta (juste en dessous de Cygnus dans le célèbre astérisme d’étoiles du « Triangle d’été ») est à peine visible même dans les télescopes de taille moyenne, mais de nouvelles recherches suggèrent qu’elle pourrait exploser autour de l’année 2083.

Bien que ce ne sera pas un spectacle aussi spectaculaire que Bételgeuse devenant supernova, lorsque V Sagittae explosera, elle pourrait devenir aussi brillante que Sirius, actuellement l’étoile la plus brillante visible dans le ciel nocturne. Elle deviendra aussi temporairement l’étoile la plus lumineuse de la Voie lactée. « Vers 2083, son taux d’accrétion augmentera de façon catastrophique, déversant de la masse à des taux incroyablement élevés sur la naine blanche, et cette matière s’enflammera « , explique le professeur émérite Bradley E. Schaefer, du département de physique de LSU & Astronomie. « Dans les derniers jours de cette spirale de mort, toute la masse de l’étoile compagnon tombera sur la naine blanche, créant un vent super-massif de l’étoile fusionnante, apparaissant aussi brillant que Sirius, peut-être même aussi brillant que Vénus. »

centre et Vulpecula en haut à droite entre Albireo tout à droite et Altair tout à gauche dans le ciel d’été boréal L’amas de Coathanger, Cr399, est au centre en bas La nébuleuse de Dumbbell, M27, est au centre en haut L’amas globulaire M71 dans Sagitta est au centre, sous l’étoile en forme de flèche dans Sagitta Il s’agit d’une pile de 2 expositions de 2 minutes avec l’objectif 85mm Rokinon à f/2 et le Canon 5D MkII à 1600 ISO, avec une exposition supplémentaire à travers le filtre Kenko Softon pour ajouter les lueurs d’étoiles Pris depuis Quailway Cottage en Arizona, avec le tracker Star Adventurer Mini. (Photo by : VW Pics/Universal Images Group via Getty Images)

Universal Images Group via Getty Images

V Sagittae pourrait-elle exploser plus tôt ?

L’incertitude de la prédiction est de plus ou moins 16 ans, elle pourrait donc se produire entre 2067 et 2099, plus probablement vers le milieu de cette fourchette. Cela promet d’être un spectacle merveilleux. « V Sagittae apparaîtra étonnamment brillante dans le ciel nocturne, a déclaré Schaefer. « C’est sensiblement plus lumineux que la nova connue la plus brillante de tous les temps il y a un peu plus d’un siècle… maintenant les gens du monde entier peuvent savoir qu’ils verront une merveilleuse étoile invitée briller comme la plus brillante dans le ciel pendant un mois environ », a déclaré Schaefer.

Qu’est-ce que la « zone de mort » pour les supernovae ? Sommes-nous en sécurité ?

Oui, nous sommes en sécurité. « Il n’y a aucune raison de s’inquiéter qu’une étoile, et certainement pas une étoile proche, devienne supernova et nous fasse du mal de quelque manière que ce soit », déclare Filippenko, qui convient que la « zone mortelle » pour une supernova se situe quelque part dans la région des 40 ou 50 années-lumière. Bételgeuse se trouve à environ 650 années-lumière de la Terre. « Si Bételgeuse devait exploser, elle deviendrait à peu près aussi brillante que la pleine lune et cela pourrait peut-être influencer un peu les rythmes circadiens de certains animaux, mais cela ne provoquerait certainement pas d’extinction », explique M. Filippenko. « Il n’y a aucune preuve qu’une des extinctions de masse connues dans l’histoire de la vie sur Terre ait été causée par une supernova, donc ce n’est clairement pas une chose très courante. »

Cependant, il ajoute qu’il pourrait y avoir une menace provenant du rayonnement à haute énergie d’une supernova, les rayons X et gamma, qui interagissent avec l’atmosphère de la Terre. « L’une des principales préoccupations est que la couche d’ozone soit détruite, ce qui laisserait passer beaucoup plus de rayons ultraviolets du soleil », explique M. Filippenko. « Cela pourrait faire des ravages, en tuant le plancton dans l’océan et en affectant l’ensemble de la chaîne alimentaire. »

Avons-nous encore faim de voir une supernova ?

Vous souhaitant un ciel dégagé et des yeux grands ouverts.

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