Il y a quatre ou cinq ans, à la fin de 2019 et au début de 2020, le monde entier a retenu son souffle. Betelgeuse, cette étoile rouge gigantesque qui se situe à l’épaule du chasseur dans la constellation d’Orion, a commencé à s’éteindre. Et pas de manière … subtile. Sa luminosité a chuté de façon si spectaculaire qu’il était évident, à l’œil nu, qu’il se passait quelque chose d’anormal.
Les spéculations ont immédiatement jailli. Assisterions-nous à une supernova imminente ? Betelgeuse allait-elle exploser sous nos yeux, devenant ainsi un nouveau soleil dans le ciel nocturne ? Cette idée était, il faut l’admettre, séduisante et presque cinématographique. Nous savons que Betelgeuse est une supergéante rouge en fin de vie et que son destin est de s’éteindre « bientôt ». La question n’était pas si elle le ferait, mais quand, et beaucoup ont pensé que cette étrange obscurité était le signe annonciateur d’un effondrement imminent.
Cependant, à la surprise générale, l’étoile a rapidement récupéré son éclat habituel, laissant les scientifiques perplexes et face à un mystère de taille. Que s’était-il passé ? Au cours des dernières années, différentes hypothèses ont été avancées pour expliquer ce « Grand Assombrissement » et les variations de luminosité qui en ont suivi.
Un défi à résoudre…
Tout d’abord, on a évoqué des nuages de poussière. Puis, la NASA a suggéré que l’étoile avait subi une éjection de masse exceptionnelle, une sorte de « gros éternuement » qui aurait expulsé du matériel dans l’espace. Ce dernier, en se refroidissant, aurait formé un voile de poussière bloquant temporairement la lumière de l’étoile. D’autres hypothèses portaient sur d’énormes cellules de convection à sa surface, ou même le passage d’un trou noir à proximité.
Siwarha agit comme un bateau à moteur dans un lac : elle n’orbite pas seulement, mais laisse derrière elle une traînée de turbulences dans l’immense atmosphère de la géante.
Mais quelque chose ne collait pas. Les astronomes savaient que Betelgeuse avait un rythme très spécifique, un « battement court » d’environ 400 jours, attribué aux pulsations naturelles de l’étoile. Pourtant, il y avait aussi un autre cycle, un « cycle secondaire long » d’environ 2 100 jours (six ans), qui troublait les chercheurs. Qu’est-ce qui pourrait bien provoquer un tel changement rythmique et prolongé dans une star aussi chaotique ?
La réponse a été fournie par une équipe d’astronomes du Centre d’Astrophysique Harvard & Smithsonian, qui viennent de confirmer ce que l’on soupçonnait déjà : Betelgeuse a un compagnon.
Dans une étude présentée il y a quelques jours lors de la 247e réunion de l’American Astronomical Society à Phoenix, Arizona, et qui a été acceptée pour publication dans ‘The Astrophysical Journal’, les chercheurs ont mis fin à toutes les interrogations. L’étrange plongée de luminosité de l’étoile ne résultait ni de taches solaires géantes, ni de nuages de poussière aléatoires, ni du passage d’un trou noir mystérieux, que personne n’a jamais observé. De plus, bien qu’elle soit très proche de la fin de sa vie, sa chute soudaine de luminosité n’annonçait pas une explosion imminente.
Un compagnon caché
En réalité, cela était dû à ‘Siwarha’, une étoile compagne jusque-là invisible, qui orbite autour de la supergéante rouge. Et son orbite, contrairement à ce que l’on pourrait penser, est extrêmement proche et violente.
Pour l’observer, les astronomes ont dû exploiter au maximum les capacités d’observation du vénérable télescope spatial Hubble, tout en combinant cela avec des données d’observatoires terrestres, y compris celui du Roque de los Muchachos à La Palma. Ce n’est qu’en analysant pendant presque huit ans les moindres variations de lumière que l’on a pu identifier le « coupable ».
« C’est un peu comme un bateau se déplaçant à travers l’eau – explique Andrea Dupree, auteur principal de l’étude -. L’étoile compagne crée un effet de vagues dans l’atmosphère de Betelgeuse que nous pouvons réellement voir dans les données ».
Pour résoudre le mystère, les astronomes ont dû associer la puissance du télescope spatial Hubble aux observatoires du Roque de los Muchachos.
Imaginer la scène donne le vertige. Betelgeuse est une étoile monstrueuse ; si nous la plaçons au centre de notre système solaire, elle engloutirait Mercure, Vénus, la Terre et Mars. Les bords de son atmosphère diffuse atteindraient presque Jupiter. En effet, ‘Siwarha’ non seulement orbite autour de Betelgeuse, mais le fait littéralement à travers son atmosphère externe.
Selon l’étude, l’étoile compagne agit comme une sorte de « chasse-neige » spatial, ou comme ce navire dont parle Dupree, laissant derrière elle un sillage de gaz dense et tourbillonnant. « Pour la première fois – conclut la chercheuse – nous assistons à des signes directs de cette traînée de gaz, confirmant que Betelgeuse a un compagnon caché qui façonne son apparence et son comportement ».
Une détection complexe
Cette découverte permet de clarifier deux points. D’une part, elle confirme les modèles théoriques selon lesquels ce cycle long de 2 100 jours ne pouvait s’expliquer que par la présence d’un corps orbitant « à l’intérieur » de l’atmosphère de l’étoile. D’autre part, elle explique pourquoi la lumière de Betelgeuse change de couleur et pourquoi les gaz de son atmosphère se déplacent de manière si étrange : c’est la turbulence causée par le passage de Siwarha.
Cette détection n’a pas été directe (le compagnon est trop petit et la supergéante trop brillante), mais a été réalisée en traquant son sillage. Les instruments ont mesuré comment le spectre de l’étoile (les couleurs de la lumière émise par les différents éléments chimiques) et la vitesse des gaz changeaient. Ils ont révélé que chaque fois que le compagnon passait devant Betelgeuse (de notre point de vue), un nuage de matériau plus dense apparaissait juste derrière. Tout est clair.
Nous savons maintenant que les « battements » de six ans de Betelgeuse sont dus aux visites violentes de sa compagne.
« L’idée que Betelgeuse avait une compagne non détectée – admet Dupree – a gagné en popularité ces dernières années, mais sans preuves directes, cela restait une théorie non vérifiée ». Désormais, les preuves sont solides.
La confirmation de l’existence de Siwarha transforme Betelgeuse, qui est « à proximité » en termes cosmiques (seulement à environ 650 années-lumière), en un laboratoire idéal pour étudier l’évolution de ce type d’étoiles. « Avec cette nouvelle preuve directe – assure Dupree – Betelgeuse nous offre une place de choix pour observer comment une étoile géante évolue au fil du temps ». Et éventuellement, comment elle explosera à l’avenir.
À présent, et de notre perspective, Siwarha reste « cachée » derrière la géante rouge, mais les astronomes notent déjà une date sur leur calendrier : 2027. Ce sera alors que la compagne réapparaîtra. Et cette fois, avec des télescopes préparés et sachant exactement quoi chercher, le spectacle sera garanti. Bien que proche, Betelgeuse n’en est pas encore à ses premiers instants d’explosion (du moins pas tout de suite). Mais ce « ballet » avec Siwarha est un sujet qui continuera de captiver notre imagination pendant longtemps.
Points à retenir
- Betelgeuse a connu une réduction dramatique de sa luminosité, suscitant des spéculations sur une possible supernova.
- La réelle cause de cet assombrissement provient de la présence d’une étoile compagne nommée Siwarha.
- Siwarha orbite très près de Betelgeuse, provoquant des perturbations dans son atmosphère.
- L’analyse des changements de lumière par le télescope Hubble a permis de détecter Siwarha.
- Les découvertes ouvrent des perspectives sur l’évolution des supergéantes comme Betelgeuse.
L’existence de Siwarha redéfinit notre compréhension des dynamiques stellaires. En tant qu’amateur d’astronomie, je me sens fasciné par les pièces du puzzle qui s’assemblent lentement dans notre compréhension de l’univers. Cela nous rappelle à quel point chaque découverte, chaque énigme résolue, nous rapproche un peu plus des mystères célestes. Alors, qu’attendons-nous pour lever les yeux vers le ciel et observer ?