Bételgeuse et Rigel: une histoire des deux étoiles les plus brillantes d’Orion

Cette semaine, la plus grande et la plus spectaculaire de toutes les constellations se trouve plein sud et debout vers 19 heures, heure locale, et dominant notre ciel d’hiver comme – pour reprendre les mots de l’astronome Robert H, Baker – « un bijou gigantesque.  »

C’est le «grand chasseur» ou «guerrier céleste», Orion, la plus brillante des constellations et visible de toutes les parties habitées de la Terre. Comme c’est également le cas avec le puissant Hercule, la figure d’Orion a été associée dans pratiquement toutes les cultures anciennes à de grands héros nationaux, guerriers ou demi-dieux. Pourtant, contrairement à Hercule, qui a été crédité d’une série détaillée d’exploits, Orion nous semble une figure vague et sombre. Les anciennes histoires mythologiques d’Orion sont si nombreuses et si confuses qu’il est presque impossible de choisir parmi toutes.

Même l’origine du nom d’Orion est obscure, bien que certains chercheurs aient suggéré un lien avec le grec «Arion», qui signifie «guerrier». Tous, cependant, conviennent qu’il était le chasseur le plus puissant du monde, et il est toujours représenté dans les étoiles avec son club levé dans sa main droite. La peau d’un grand lion qu’il a tué et qu’il brandit à la face du Taureau, le taureau, qui fonce sur lui, pend à sa main gauche levée.

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Brillant sur nous à travers l’air glacial tout l’hiver, trois étoiles brillantes en diagonale au milieu d’un rectangle lumineux décorent la ceinture d’Orion, qui pointe vers le nord vers les amas d’étoiles des Hyades et des Pléiades en Taureau, et vers le sud pour les plus brillants. de toutes les étoiles, le « Dog Star » Sirius.

Opposés polaires

Au sein d’Orion, nous trouvons deux immenses étoiles, Rigel et Betelgeuse, apparemment à des périodes diamétralement opposées dans l’existence d’une étoile. A Rigel (la « jambe gauche du géant »), on trouve une étoile atteignant apparemment la fleur de l’âge. C’est la septième étoile la plus brillante de notre ciel et une véritable supergéante: une étoile bleue flamboyante d’une brillance intense et d’une beauté éblouissante, l’une des races les plus rares de notre galaxie.

Située à 863 années-lumière, la luminosité calculée de Rigel est incroyable de 120 000 fois la luminosité de notre soleil. Sa température de surface est également beaucoup plus chaude que le soleil, environ 21 000 degrés Fahrenheit (11 600 degrés Celsius). Comparez cela à 10 000 degrés F (5500 degrés C) pour le soleil. En termes de taille globale, Rigel mesure 79 fois le diamètre du soleil. Et pourtant, ce n’est que 21 fois plus massif.

En contraste frappant, Betelgeuse (l ‘«aisselle» du géant), brille avec une teinte rougeâtre froide et terne et est située à 548 années-lumière de distance, bien qu’il y ait une incertitude allant jusqu’à 100 années-lumière avec ce chiffre. Comme Rigel, la luminosité de Bételgeuse dépasse de loin celle de notre soleil. C’est une étoile supergéante à pulsations irrégulières, proche de la fin de sa vie et en tant que telle, elle se dilate et se contracte de manière spasmodique. Incroyablement, son diamètre peut varier entre 550 à 920 fois le diamètre de notre soleil, ce qui signifie qu’à sa taille maximale, s’il était placé au centre de notre système solaire, il engloutirait les planètes Mercure, Vénus, Terre, Mars et Jupiter.

En essayant de décrire Bételgeuse il y a environ trois quarts de siècle, Henry Neeley, un conférencier de longue date au Hayden Planetarium de New York a noté que c’était « comme un vieil homme avec sa force presque entièrement épuisée, haletant dans la décrépitude asthmatique de l’ancien âge. »

Une éclipse inattendue

Bételgeuse a beaucoup fait les manchettes à cette époque l’année dernière, car elle subissait une gradation inhabituelle. En raison de ses pulsations irrégulières, il était bien connu que Bételgeuse pouvait apparaître sensiblement s’éclaircir et s’estomper avec le temps. Mais il y a un an, il avait diminué à +1,6. Normalement, la dixième étoile la plus brillante du ciel, en quelques mois à peine, Bételgeuse était tombée au rang d’étoile de seconde magnitude (si elle était arrondie à la magnitude entière la plus proche).

Il y avait beaucoup de spéculations selon lesquelles cette gradation anormale était un signe que l’étoile pourrait se préparer à mettre fin à sa vie en tant que supernova. Mais au printemps 2020, l’étoile était de nouveau revenue à sa luminosité «normale» de magnitude +0,4. Depuis, il s’est à nouveau un peu effacé, bien que rien ne puisse se comparer à la décoloration drastique d’il y a un an.

Gesundheit!

Alors, quelle était la raison de la «baisse de tension de Bételgeuse»?

Le 13 août 2020, le Harvard Smithsonian Center for Astrophysics a publié une déclaration attribuant la disparition de Bételgeuse à un «éternuement stellaire». La décoloration de l’étoile était « très probablement causée par l’éjection et le refroidissement de gaz chauds denses, et que l’étoile pourrait traverser une autre période de gradation plus d’un an plus tôt », selon le communiqué.

Le gaz et la poussière qui ont été emportés après le « grand éternuement » se sont finalement condensés en un nuage sombre. Ce nuage a bloqué une partie du visage de l’étoile vue du point de vue de la Terre et a ainsi fait apparaître l’étoile à s’assombrir. Certains gaz et poussières résiduelles peuvent s’être condensés depuis en un nuage plus petit, ce qui peut entraîner un autre cycle de gradation apparente de Betelgeuse à l’heure actuelle.

Claquer!

Les étoiles produisent leur énergie en fusionnant l’hydrogène en hélium au plus profond de leur cœur. Lorsqu’une étoile accumule suffisamment d’hélium dans son noyau, sa production d’énergie augmente considérablement et elle se gonfle en une géante ou supergéante rouge, comme Bételgeuse. C’est ce que va devenir Rigel dans quelques millions d’années.

Dans de telles étoiles, le noyau produit des éléments successivement plus lourds pour équilibrer l’écrasement incessant de la gravité. Mais une fois que le noyau commence à créer du fer, les jours d’une étoile sont comptés; la formation d’éléments plus lourds que le fer consomme au lieu de produire de l’énergie. Finalement, comme le noyau ne peut plus supporter le poids considérable de l’étoile, il s’effondre, déclenchant une explosion cataclysmique de supernova. Bételgeuse est dans sa phase finale et pourrait exploser dans les 100 000 prochaines années.

Joe Rao est instructeur et conférencier invité au Hayden Planetarium de New York. Il écrit sur l’astronomie pour le magazine d’histoire naturelle, l’Almanach des fermiers et d’autres publications. Suivez-nous sur Twitter @Spacedotcom et sur Facebook.