La surface de Bételgeuse révélée par ALMA

Lundi, 26 juin 2017

Une équipe internationale d'astronomes comprenant un scientifique du Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique (LESIA) a utilisé l'interféromètre géant ALMA pour obtenir l'image la plus détaillée de la surface d'une autre étoile que le Soleil aux longueurs d'onde radio. L'étoile observée est Bételgeuse, l'étoile supergéante rouge la plus proche du Soleil, facilement observable à l'oeil nu dans le ciel d'hiver de l'hémisphère Nord. Ces résultats ont été publiés le 20 juin 2017 dans la revue Astronomy & Astrophysics.


L'étoile Bételgeuse. Crédits : ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/E. O’Gorman/P. Kervella

Située à environ 700 années-lumière, Bételgeuse est une étoile gigantesque, plus de 1000 fois plus grosse que le Soleil. Elle est une des plus grandes étoiles du ciel en terme de taille apparente, et donc une cible particulièrement favorable pour observer sa surface.

L'image ALMA révèle que la température de cette étoile n'est pas uniforme, avec une immense tache brillante très chaude dans la partie nord-est de son disque. Cette tache a une dimension de plusieurs fois la taille de l'orbite de la Terre autour du Soleil, et est environ 1000 degrés plus chaude que le reste de sa surface.


Image ALMA de Bételgeuse à une longueur d'onde de 0,8 millimètre, représentée avec les orbites des planètes du système solaire à l'échelle. Crédits : ESO/ALMA/P. Kervella

Cette découverte implique que l'atmosphère étendue des supergéantes rouges est chauffée de manière inhomogène. Une colossale éruption magnétique, similaire à celles observées régulièrement sur le Soleil, pourrait expliquer la présence de cette tache. 

L'évolution des supergéantes rouges conduit à l'éjection d'une grande quantité de leur matière dans l'espace via un vent stellaire très intense. Il contient des éléments lourds essentiels pour la formation de nouvelles étoiles et de planètes. Mais le mécanisme de son éjection est encore mal compris. Le champ magnétique pourrait donc être un facteur essentiel pour expliquer comment la matière de l'étoile est transportée depuis sa surface jusque dans le milieu interstellaire.

Constitué de 66 antennes individuelles de 7 à 12 mètres de diamètre, ALMA est le radiotélescope le plus puissant existant actuellement aux longueurs d'onde millimétriques et sub-millimétriques. Les observations de Bételgeuse ont été obtenues en utilisant la configuration la plus étendue de l'instrument, dont les antennes les plus éloignées étaient séparées de 16 km sur le haut plateau de Chajnantor (nord du Chili), à plus de 5000 mètres d'altitude.


Le radiotélescope ALMA sur le plateau de Chajnantor, à une altitude de 500 mètres dans les Andes chiliennes. ALMA est constitué de 66 antennes individuelles utilisées conjointement, et qui peuvent être séparées jusqu'à 16 km pour synthétiser la résolution angulaire qu'aurait un télescope de cette taille. Bételgeuse est visible sur l'image comme une étoile orangée près du centre de l'image (cercle blanc). Crédits : ESO/Y. Beletsky

Source(s): 

E. O’Gorman, P. Kervella, G. M. Harper, A. M. S. Richards, L. Decin, M. Montargès, and I. McDonald, The inhomogeneous sub-millimeter atmosphere of Betelgeuse, Astronomy & Astrophysics, Volume 602, 20 juin 2017

Contact(s):
  • Pierre Kervella, LESIA (Observatoire de Paris/CNRS/Université Paris Diderot/UPMC)
    pierre [dot] kervella [at] obspm [dot] fr, 01 45 07 79 66

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