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La supergéante Bételgeuse est-elle recouverte de gigantesques taches ?

Crédits : MPIA GRAPHICS DEPT

Les gradations de luminosité de Bételgeuse enregistrées il y a quelques mois ne sont visiblement pas le signe d’une explosion imminente. Selon une récente étude, elles pourraient être dues à la présence de gigantesques taches tapissant la surface de l’étoile.

Une géante en fin de vie

Située à 650 années-lumière de la Terre dans la constellation d’Orion, Bételgeuse est une supergéante rouge. Pour se faire une idée de ses proportions, dites-vous que l’étoile est 11 fois plus massive et environ 2 700 fois plus grande que le Soleil. C’est simple : si vous la placiez au centre de notre système solaire, sa surface s’étendrait jusqu’à l’orbite de Jupiter.

Ceci étant, qui dit géante rouge dit étoile en fin de vie. Bételgeuse pourrait en effet exploser en supernova demain comme dans 100 000 ans. Du point de vue cosmologique, son trépas est donc imminent. D’où l’intérêt des chercheurs lorsque, il y a quelques mois, l’étoile a présenté des “signes d’instabilité”.

Entre les mois de janvier et mars derniers, des télescopes ont en effet enregistré des baisses soudaines et très importantes de sa luminosité, parfois même jusqu’à 40%.

Pour l’expliquer, plusieurs hypothèses ont été avancées. La première, évidemment, évoque son explosion imminente. Néanmoins, si tel avait été le cas, nous aurions observé une baisse constante de l’énergie émise par l’étoile. Or, il semblerait que Bételgeuse ait depuis le mois de mars retrouvé un peu de sa luminosité perdue.

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Bételgeuse placée au centre du système solaire. Crédits : ALMA/E. O’Gorman/P. Kervella – ESO/NAOJ/NRAO

Une expulsion de matière ?

Une seconde hypothèse avance de son côté l’idée que l’étoile, qui émet en permanence de forts vents stellaires, a récemment expulsé une grosse bouffée de matière transformée ensuite en poussière. Si tel avait été le cas, celle-ci aurait alors pu absorber une partie de sa luminosité avant de s’évaporer complètement.

Cette idée a d’ailleurs fait l’objet d’une étude récente. De manière très générale, si effectivement Bételgeuse avait expulsé une partie de ses couches externes, comme beaucoup de supergéantes rouges ont tendance à le faire, ce processus aurait entraîné une légère baisse de sa température de surface.

Or, selon l’étude, nous savons qu’au 14 février celle-ci était d’environ 3325 degrés Celsius, soit seulement 50 à 100 degrés Celsius plus fraîche que la température habituelle de l’étoile. Autrement dit, sur le papier, cette hypothèse tenait visiblement la route. Mais une autre explication est-elle possible ?

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Sur cette image “avant et après”, la luminosité de l’étoile paraît uniforme en janvier 2019. En revanche, elle semble s’estomper dans l’hémisphère sud au mois de décembre suivant. Crédits : ESO

L’hypothèse des taches solaires

Dans un récent article publié dans The Astrophysical Journal Letters, une équipe de chercheurs dirigée par Thavisha Dharmawardena, du Max Planck Institute for Astronomy, relie ces baisses de luminosité spectaculaires non pas à une bouffée de matière expulsée, mais à la présence de gigantesques taches développées dans sa photosphère.

Pour appuyer leur idée, les chercheurs expliquent avoir utilisé des données anciennes et nouvelles recueillies par l’Atacama Pathfinder Experiment (APEX) et le télescope James Clerk Maxwell (JCMT), deux instruments sensibles aux ondes sub-millimétriques.

Ils ont alors été surpris de constater que Bételgeuse était devenue 20% plus sombre même dans cette gamme de longueur d’ondes. Un comportement, expliquent-ils, qui n’est pas compatible avec la présence de poussière.

Nous savons que la luminosité d’une étoile dépend de son diamètre et de sa température de surface. Ainsi, l’assombrissement observé à la fois dans la lumière visible et dans les longueurs d’ondes millimétriques suggère que l’étoile a essuyé une réduction de sa température de sa surface.

Si l’idée concorde avec les observations de l’étude précédente, les chercheurs évoquent cependant ici une “distribution de température asymétrique”.

Combinant toutes ces données (assombrissement dans les longueurs d’ondes sub-millimétriques + distribution de température asymétrique), les scientifiques évoquent ainsi la présence de ces énormes taches. Celle-ci pourraient couvrir 50% à 70% de la surface visible de l’étoile, à des températures plus basses que la photosphère très lumineuse.

La présence de ces taches stellaires doit en revanche encore être confirmée. Mais s’il s’avère qu’elles sont bel et bien présentes, elles représenteraient alors une classe entièrement nouvelle de phénomène stellaire. Les recherches futures devront ensuite en déterminer les causes potentielles et identifier leurs différents cycles.