Des astronomes ont réussi à capturer des images inédites de l'étoile Bételgeuse, située à 700 années lumière de nous. Bételgeuse, c'est cette supergéante rouge dont l'état agite la communauté des astronomes depuis quelques mois. Habituellement très brillante, et véritable phare dans les cieux nocturnes pour les observateurs stellaires, Bételgeuse a commencé à perdre de son éclat à la fin de l'année dernière. Actuellement, l'étoile, qui se trouve dans la constellation d'Orion, est à 36 % de sa luminosité habituelle ; un changement qui est visible à l'oeil nu.


De sorte que tant les astronomes amateurs que les scientifiques souhaitaient en savoir plus au sujet de cette baisse de luminosité sans précédent. Certains espéraient d'ailleurs que ce soit le signe de la "mort prochaine" de l'étoile massive, ce qui produirait une explosion en supernova, un spectacle exceptionnel que l'on n'a plus observé depuis des siècles. Si cette explosion a lieu, on observerait alors, depuis la Terre et à l’œil nu, pendant un temps, un point aussi brillant que la Lune dans le ciel diurne et nocturne.

© ESO/Montargès et al.

Une équipe menée par un astronome de la KU Leuven (Belgique) a pu observer Bételgeuse depuis le mois de décembre à l'aide du VLT, le très grand télescope de l'Eso, l'organisation intergouvernementale de l'astronomie en Europe. Le but de ces scientifiques était de découvrir pourquoi Bételgeuse pâlit. Parmi les premières observations de leur campagne, "une impressionnante image de la surface de Bételgeuse", ainsi que le décrit l'Eso, image prise à la fin de l'année dernière avec l'instrument Sphere. L'équipe avait aussi eu l'occasion d'observer l'étoile avec le même instrument en janvier 2019, avant qu'elle commence à perdre de sa brillance, ce qui nous fournit donc une photo "avant-après" de Bételgeuse. Prises dans la lumière visible, les images soulignent les changements qui s'opèrent tant au niveau de l'éclat que de la forme apparente de l'étoile.

© ESO/M. Montargès et al.

Beaucoup d'astronomes amateurs se demandaient si la perte de luminosité de Bételgeuse signifiait qu'elle était sur le point d'exploser. "Comme toutes les supergéantes rouges, Bételgeuse deviendra un jour une supernova, convient l'Eso. Mais les scientifiques ne pensent pas que c'est ce qui est en train de se passer actuellement."

En effet, ils ont d'autres hypothèses pour expliquer ce qui cause précisément ce changement de forme et d'éclat constaté dans les images de Sphere. "Les deux scénarios sur lesquels on travaille sont un refroidissement de la surface en raison d'une activité stellaire exceptionnelle ou l'éjection de poussière dans notre direction, le long de la ligne de visée, indique Miguel Montargès, le chercheur de la KU Leuven qui a mené l'étude. Cette éjection de poussière masquerait alors la lumière visible par un nuage autour de l'étoile.


Quant à l'activité stellaire, il faut savoir que la surface de Bételgeuse, irrégulière, est faite de cellules convectives (qui fonctionnent comme des sortes d'ascenseurs qui font remonter le plasma chaud jusqu'à la surface d'une étoile) qui bougent, rétrécissent et gonflent. L'étoile, en outre, pulse, comme un coeur qui bat, et change périodiquement d'éclat. Cette convection et cette pulsation sont appelées l'activité stellaire.

Et l'astronome louvaniste de nuancer : "bien sûr, notre connaissance des supergéantes rouges reste incomplète et des études sont toujours en cours, donc il peut y avoir des surprises."

© ESO/P. Kervella/M. Montargès et al., Acknowledgement: Eric Pantin

Une autre nouvelle image, obtenue grâce à l'instrument Visir du VLT montre la lumière infrarouge émise par la poussière entourant Bételgeuse en décembre 2019. Ces observations ont été faites par une équipe emmenée par Pierre Kervella, de l'Observatoire de Paris. Pour Pierre Kervella, "la présence de cette grande quantité de poussière autour de Bételgeuse renforce notre hypothèse selon laquelle la formation de poussière est une cause de son affaiblissement actuel". Les nuages de poussières, qui ressemblent à des flammes dans l’image de Visir, se forment lorsque une éruption de l’étoile projette sa matière dans l’espace.

"L’épisode actuel de faiblesse de Bételgeuse est une opportunité exceptionnelle de mieux comprendre les supergéantes rouges comme Bételgeuse. De nombreux astrophysiciens et les plus grands instruments d’observation sont mobilisés pour suivre le phénomène" juge encore Pierre Kervella.


"La phrase "nous sommes tous faits de poussières d'étoiles" est une phrase que nous entendons souvent dans l'astronomie vulgarisée. Mais d'où vient cette poussière, soulève par exemple Emily Cannon, doctorante à la KU Leuven et qui travaille sur Sphere. Au cours de leur vie, les supergéantes rouges comme Bételgeuse créent et éjectent de grandes quantités de matière, même avant qu'elles n'explosent en supernova. Les technologies modernes nous ont permis d'étudier ces objets à centaines d'années lumière de nous, à un niveau de détail inédit, ce qui nous donne l'opportunité d'éclaircir le mystère de ce qui cause leur perte de masse."

© ESO/L. Calçada

Enfin, cette impression d'artiste montre la supergéante rouge Bételgeuse telle que les différentes techniques du VLT permettent de le dévoiler. "Celui-ci a permis à deux équipes d'astronomes d'obtenir les vues les plus détaillées jamais obtenues de cette étoile. Elles montrent que l'étoile possède une large panache de gaz presque aussi grand que notre système solaire ainsi qu'une gigantesque bulle bouillonnant à sa surface. Ces découvertes fournissent d'importantes clés pour aider à expliquer l'intense perte de matière de ces monstres stellaires", indique encore l'Eso. Sur cette vue d’artiste figurent également une échelle, en unités de rayons de Bételgeuse, et une comparaison avec le système solaire.