A. Dupree (CfA), R. Gilliland (STScI), FOC, HST, NASA

Que se passe-t-il avec Bételgeuse ?

Les médias ont récemment beaucoup parlé de la mort imminente d'une étoile géante. Malheureusement, les rumeurs d'une supernova imminente brûlant dans notre ciel sont grossièrement exagérées. Mais alors, si nous n'avons pas une place de choix pour le plus grand spectacle son et lumière du siècle, que se passe-t-il vraiment avec Bételgeuse ?

 

Bételgeuse, une étoile majeure qui forme l'une des épaules d'Orion le Chasseur, est une supergéante rouge. Située à environ 700 années-lumière du Soleil, elle est froide pour une étoile (3 590 K) mais extrêmement grande (plus de 900 fois le rayon du Soleil). Étoile de grande masse, pesant 12 masses solaires, Bételgeuse a vécu vite, épuisant son combustible nucléaire en seulement 10 millions d'années, et se trouve proche de la fin de sa vie.

En octobre dernier, quelque chose d'étrange a commencé à lui arriver. Il s’agit normalement de la dixième étoile la plus brillante du ciel, mais sa luminosité a commencé à faiblir, et en février de cette année, elle est descendue au rang de la 28e étoile en brillance ! Si vous êtes observateur chevronné des étoiles, vous avez peut-être même remarqué vous-aussi cette baisse spectaculaire.

Cependant, la récente atténuation de la luminosité de Bételgeuse n'est pas inhabituelle. Après tout, on sait qu'il s'agit d'une étoile variable, c'est-à-dire une étoile dont la luminosité a tendance à diminuer et à s'intensifier régulièrement et périodiquement. Ce phénomène est assez courant chez les supergéantes rouges comme Bételgeuse. Curieusement, les médias semblent avoir pris le comportement récent de Bételgeuse pour un présage de sa mort imminente !

Les supergéantes rouges finissent en effet leur vie dans une explosion spectaculaire appelées supernova. Lorsqu'une étoile a épuisé tout le combustible dans son cœur, les réactions thermonucléaires cessent et avec elles disparait la pression de l'intérieur vers l'extérieur, laquelle compense la force gravitationnelle qui essaye de contracter l'étoile. En une fraction de seconde, le noyau interne de l'étoile qui se compose principalement de fer, de nickel et de cobalt, s'effondre sur lui-même. À ce stade, les atomes sont comprimés par une température et une pression énormes et ils finissent par former une boule de neutrons de la taille d'une planète.

Les couches supérieures de l'étoile s'effondrent également et rebondissent sur le noyau superdense de neutrons, provoquant des ondes de choc, des radiations et des rafales de fusion thermonucléaire qui se propagent vers l'extérieur et qui déchirent l'étoile. Ces processus libèrent d'énormes quantités de particules élémentaires connues sous le nom de neutrinos.

Normalement, les neutrinos n'interagissent pas avec la matière — en fait, chaque seconde plus de 100 trillions de neutrons passent dans votre corps sans être gênés ! Cependant, vu qu'un grand nombre de ces neutrons se trouvent éjectés lors de l'effondrement du noyau, l'énergie libérée est suffisante pour faire exploser en morceaux les couches extérieures de l'étoile supergéante. L'explosion qui en résulte est ce qu'on appelle une supernova. L'énergie libérée éclipse brièvement la lumière produite par toute une galaxie pleine d'étoiles ! 

Un jour, Bételgeuse explosera en une supernova gigantesque, mais il est difficile de prédire avec précision quand cela se produira. La plupart des astronomes s'accordent à dire que l'étoile vivra probablement encore 100 000 à un million d'années. Il est donc extrêmement peu probable que quiconque parmi nous soit le témoin de sa fin destructrice.

Que se passera-t-il lorsque Bételgeuse rendra enfin l'âme ? Nous savons que la Terre ne sera pas impactée ; 700 années-lumière, c'est assez loin pour que l'énergie que nous recevrions, si cela devait arriver, soit négligeable. Cependant, l'événement sera certainement spectaculaire.

La première indication de la disparition de Bételgeuse prendra la forme d'une rafale de neutrinos qui durera entre 10 et 15 secondes. Elle inondera les détecteurs de neutrinos souterrains dans le monde entier. Quelques heures plus tard, au moment où les premières ondes de choc de l'explosion atteindront les couches extérieures de l'étoile, la luminosité de Bételgeuse sera multipliée par un facteur d'environ 7 000. L'étoile apparaîtra alors environ 40 fois plus brillante que Vénus.

Mais ce ne sera qu'un prélude à l'événement principal. Après une petite baisse de luminosité, la supernova augmentera à nouveau en intensité, atteignant sa luminosité maximale après environ 10 jours. À son pic de luminosité, Bételgeuse sera plus brillante que la pleine lune, elle projettera des ombres impressionnantes pendant la nuit et sera facilement visible pendant la journée.

Au fur et à mesure que l'explosion se dissipera, Bételgeuse recommencera à s'estomper. En quatre mois environ, sa luminosité retombera à nouveau au niveau de celle de Vénus. Au bout de quelques années, la supernova aura disparu au point de ne plus être visible à l'œil nu. Lorsqu'elle retrouvera la luminosité d'une étoile normale, les astronomes verront des nuages de gaz et de poussière incandescents, presque sphériques, autour du noyau mort de l'étoile, que l'on appelle un reste de supernova ou SNR. Elle restera dans nos télescopes un objet spectaculaire pendant des siècles.

Les spéculations des médias sur la mort imminente de Bételgeuse sont devenues un peu confuses. Premièrement, il n'y a aucune raison de lier la diminution de la luminosité de l'étoile à un effondrement imminent du noyau. La détection le 14 janvier par LIGO/Virgo d'une onde gravitationnelle semblant provenir d'un endroit situé non loin de Bételgeuse n'a pas aidé à freiner la propagation de cette idée erronée. Bien qu'une supernova puisse produire ce type de signature, rien ne prouve que les deux soient liés. D'ailleurs, il suffit de sortir pour voir que Bételgeuse brille toujours dans le ciel, même si elle brille moins que d'habitude !

Alors, si elle n'est pas en train de devenir une supernova, qu'est-ce qui se passe ? Les astronomes soutiennent que la récente baisse de luminosité de l'étoile n'est qu'une variation particulièrement forte mais normale de la luminosité de Bételgeuse. Tout comme le Soleil et les autres étoiles convectives, la surface de Bételgeuse est en constante pulsation. Ces changements suivent des périodicités complexes, mais modifient la luminosité globale de l'étoile. Il semble que la récente baisse ait pu résulter de la conjonction des minima de deux cycles qui influencent la luminosité de Bételgeuse : un minima dans un cycle normal de 5,9 ans et le minima exceptionnellement profond d'une autre période de 425 jours. Sans surprise, de récentes observations indiquent que Bételgeuse commence de nouveau à augmenter en luminosité.

Bételgeuse, comme beaucoup d'étoiles géantes froides, libère également de grandes quantités de gaz et de poussières dans l'espace. Ces nuages peuvent absorber ou obscurcir la lumière et donc modifier la luminosité apparente de l'étoile. En fait, les observations les plus récentes suggèrent que ces nuages pourraient être en partie responsables du récent assombrissement de Bételgeuse.

Orion, la constellation dont elle fait partie, est visible dans l'hémisphère nord pendant l'hiver. Bientôt, le Soleil sera dans le zodiaque à proximité d'Orion, cachant la constellation jusqu'à l'automne prochain. Alors, profitez-en pour sortir par une nuit claire pour apercevoir ce géant mystérieusement sombre. Il y a de fortes chances que Bételgeuse soit encore visible à l'automne prochain. Mais, on ne sait jamais !