D'autres informations sur la curieuse gradation de l'étoile Bételgeuse ont été dévoilées par une équipe internationale d'astronomes dirigée par Andréa Duprée du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Les chercheurs ont utilisé les observations du télescope spatial Hubble et de plusieurs autres instruments pour montrer comment une grande cellule convective s'élevant à la surface de l'étoile aurait pu éjecter une énorme quantité de matière dans l'espace, créant un nuage qui empêchait une partie de la lumière de Bételgeuse d'atteindre la Terre. . Les travaux confirment les recherches précédentes qui reliaient le nuage obscurcissant à une grande tache froide observée à la surface de l'étoile.
Bételgeuse est une étoile supergéante rouge située à environ 548 années-lumière de la Terre et l'une des étoiles les plus brillantes du ciel. Normalement, la luminosité de l'étoile palpite avec une période de 416 jours, mais en 2019-20, la puissance lumineuse de l'étoile est tombée à un niveau sans précédent avant de se rétablir - un événement appelé "Great Dimming".
Les astronomes pensent que la gradation a été causée par l'éjection de matière de l'étoile, mais la nature exacte du processus était inconnue.
"Notre [recherche] rassemble un grand nombre d'observations pour retracer la dynamique de l'éjection de masse et compiler une chronologie logique de son apparition", a déclaré Dupree. Monde de la physique.
Outre Hubble, ces observations comprenaient données collectées par le SPHERE (recherche d'exoplanètes spectro-polarimétrique à haut contraste) instrument sur le Very Large Telescope au Chili, qui a montré une tache sombre et fraîche dans l'hémisphère sud de Bételgeuse. L'équipe a également utilisé des données du Japon Satellite météorologique Himawari-8, qui a observé par hasard Bételgeuse en arrière-plan de ses observations terrestres. Ces observations par Himawari-8 reliait la tache froide à un nuage de poussière qui obscurcissait une partie de l'étoile.
Étoile éruptive
Le modèle de Dupree et ses collègues suggère qu'une énorme cellule convective s'est élevée à l'intérieur de Bételgeuse, formant une énorme bulle sur la photosphère de l'étoile - sa surface gazeuse. Cela a provoqué la sortie d'un vaste panache de matière équivalent à la masse de Mars de l'étoile. Ce matériau éjecté a voyagé à travers les couches externes diffuses de Bételgeuse, où il s'est refroidi et s'est condensé en poussière. Pendant ce temps, la surface stellaire en ébullition s'est retrouvée avec une blessure géante dans laquelle le plasma s'est étendu, se refroidissant en cours de route. Cela a créé la grande tache sombre et fraîche qui avait été vue sur l'étoile.
Daisuke Taniguchi de l'Université de Tokyo a dirigé l'analyse des observations de Himawari-8 mais il n'était pas membre de l'équipe de Dupree. Il dit Monde de la physique que "Ce nouveau concept d'éjection de masse en surface semble être le plus raisonnable pour expliquer toutes les observations".
Bien que la poussière se soit maintenant dissipée, chassée par le vent stellaire de Bételgeuse, et que l'étoile ait retrouvé sa plage de luminosité normale, l'équipe de Dupree pense que la photosphère est toujours instable.
J'aime l'analogie d'une "machine à laver déséquilibrée" qui essaie de trouver un nouvel équilibre
Andréa Duprée
"J'aime l'analogie d'une 'machine à laver déséquilibrée' alors qu'elle essaie d'atteindre un nouvel équilibre", déclare Dupree.
Pulsations cachées
Les instabilités de roulement résultant du ballottement de la photosphère dans le sillage de l'éjection de masse de surface masquent actuellement la période de pulsation de 416 jours de Bételgeuse. Dupree décrit cette période de pulsation comme le mode fondamental de l'étoile. Ces pulsations sont typiques des étoiles supergéantes rouges telles que Bételgeuse, et leur période varie d'une étoile à l'autre en fonction de la masse de l'étoile.
"Je crois que le taux de pulsation intrinsèque de 416 jours est toujours en cours", déclare Dupree. "La période ne sera peut-être pas exactement la même une fois que Bételgeuse aura récupéré, mais ce devrait être un schéma relativement stable."
En plus de la période de pulsation de 416 jours, il existe également une période sous-jacente de 2100 jours qui n'est pas si bien comprise. Certains chercheurs pensent que cela est lié au temps nécessaire aux cellules convectives géantes de la photosphère pour se retourner. Le Great Dimming est survenu juste après que le cycle de 2100 jours ait atteint une luminosité minimale, qui a également coïncidé avec un minimum dans le cycle de 416 jours.
Au milieu des années 1980, le regretté astronome de Harvard Leo Goldberg a prédit que lorsque les minimums à long terme et à court terme coïncident pour créer un grand minimum, des changements inhabituels dans la luminosité et l'activité de l'étoile pourraient se produire. La théorie de Goldberg avait été en grande partie oubliée, mais depuis le Great Dimming, elle est tout à fait conforme à la pensée actuelle.
Prochaine gradation en 2026
"Je spécule ici", dit Dupree, "mais si [un Great Dimming] se reproduit, ce devrait être en 2026 après le prochain minimum de 2100 jours en 2025."
Avec une meilleure surveillance de l'étoile par les astronomes professionnels et amateurs que dans les années 1980, il y a plus de chances de repérer quand quelque chose ne va pas sur Bételgeuse.
Le satellite météo met en lumière la "grande assombrissement" de l'étoile Bételgeuse
"Les astronomes devraient continuer à se concentrer sur cette étoile passionnante", déclare Taniguchi, qui continuera à surveiller Bételgeuse avec les satellites Himawari-8 et Himawari-9. Pendant ce temps, inspirés par le succès de Taniguchi avec les satellites météorologiques, Dupree et ses collègues prévoient d'utiliser les données d'archives du GOES de la NOAA série de satellites météorologiques pour observer l'activité de Bételgeuse.
L'importance de Bételgeuse pour comprendre les autres étoiles supergéantes rouges ne peut être sous-estimée. Bételgeuse est une supergéante rouge assez typique, donc les astronomes s'attendent à ce que des éjections de masse de surface similaires se produisent sur d'autres étoiles.
Dupree pense que des observations détaillées de Bételgeuse seront essentielles pour comprendre les autres étoiles. "J'aimerais penser que Bételgeuse peut être une pierre de Rosette pour la physique stellaire", déclare Dupree.
Une préimpression du document est disponible sur arXiv et l'article sera publié dans Le journal astrophysique.
