Bételgeuse

Illustration de BetelGuese. Source: Pablo Carlos Budassi, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

Qu'est-ce que Betelgeuse?

Bételgeuse C'est l'étoile alpha de la constellation d'Orion, donc elle est également appelée Alpha Orionis. C'est une étoile du type supergigent rouge, les étoiles de plus grand volume, mais pas nécessairement le plus massif.

En dépit d'être la star alpha d'Orion, Betelgeuse à l'œil nu n'est pas la plus brillante de la constellation, puisque Rigel -Beta Orionis- est celle qui met le plus en évidence. Cependant, dans le spectre infrarouge et rouge à proximité, Betelgeuse est celle qui a la plus grande luminosité, un fait directement lié à la température de surface.

Cette étoile a sûrement été observée depuis les temps anciens par les premiers humains, pour sa grande luminosité. Dans l'ordre de luminosité, c'est généralement le dixième le plus brillant du ciel nocturne et, comme nous l'avons dit, le second de luminosité dans la constellation d'Orion. 

Les astronomes chinois au 1er siècle ont décrit Betelgeuse comme une étoile jaune. Mais d'autres observateurs comme Ptolémée l'ont appelé orange ou rougeâtre. Beaucoup plus tard, au XIXe siècle, John Herschel a observé que sa luminosité est variable.

Ce qui se passe, c'est que toutes les étoiles évoluent, donc leur couleur change avec le temps, car elle expulse le gaz et la poussière des couches les plus superficielles. Cela modifie également sa luminosité.

Caractéristiques béthalgiques

Comparaison de la taille de Betelgeuse, Mu Cephei, KY Cygni et V354 Cephei. Source: Flagauther, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

• Betelgeuse est l'exemple caractéristique d'une étoile supergigente rouge, qui se caractérise par une luminosité spectrale de type K ou M et de type I.
• Ce sont des étoiles à basse température; Dans le cas de Betelgeuse, on estime qu'il est d'environ 3000 K. La température et la couleur sont liées, par exemple, un morceau de fer chaud est vivant en rouge, mais si la température augmente, elle devient blanche.
• Malgré seulement 8 millions d'années.
• Ces étoiles géantes ont également une luminosité variable. Ces dernières années, sa luminosité a diminué, ce qui a inquiété la communauté scientifique, bien que récemment elle le récupéra.

En dessous de ses principales caractéristiques:

• Distance: Entre 500 et 780 années-lumière.
• Masse: Entre 17 et 25 masses solaires.
• Radio: Entre 890 et 960 radios solaires.
• Luminosité: Entre 90.000 à 150.000 la luminosité solaire.
• État d'évolution: Red Supergigent.
• Ampleur apparente: +0,5 (visible) -3.0 (bande infrarouge J) -4,05 (K Band infrarouge)).
• Âge: Entre 8 et 10 millions d'années.
• Vitesse radiale: +21,0 km / s.

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Betelgeuse appartient à la classe spectrale M, ce qui signifie que la température de sa photosphère est relativement faible. Il est classé comme type m1-2 ia-ab.

Dans le Diagramme de Yerkes de classification spectrale, le suffixe IA-AB signifie qu'il s'agit d'un superggent de luminosité intermédiaire. Le spectre lumineux de Betheteuse est utilisé comme référence pour la classification des autres étoiles.

Le diamètre de Betheteuse est calculé entre 860 et 910 millions de kilomètres et a été la première étoile dont le diamètre a été mesuré par interférométrie. Ce diamètre est comparable à celui de l'orbite de Jupiter, mais ce n'est pas les plus grands supergigants rouges.

Malgré sa grande taille, il est entre 10 et 20 fois plus massif que notre soleil. Mais sa masse est suffisamment grande pour que son évolution stellaire soit rapide, car la durée de vie d'une étoile va avec l'inverse du carré de sa masse.

Formation et évolution

Betelgeuse, comme toutes les étoiles, a commencé comme un énorme nuage d'hydrogène gazeux, d'hélium et de poussière cosmique avec d'autres éléments chimiques, qui sont devenus condensés autour d'un point central et ont augmenté sa densité de masse.

Il existe des preuves que cela se produit dans les grappes d'étoiles en formation, généralement situées à l'intérieur de nébuleuses composées de matière interstellaire froide et peu dense.

Nébuleuse IC396 avec de nombreuses étoiles au stade de la formation. L'image a été prise en infrarouge, car le spectre visible est absorbé par la nébuleuse. Source: NASA / Spitzer.

La formation d'une étoile, de sa vie et de sa mort, est un combat éternel entre:

• Attraction gravitationnelle, qui a tendance à condenser toute la matière à un point et
• L'énergie cinétique individuelle de chaque particule, qui exerce ensemble la pression nécessaire pour s'échapper et se développer du point d'attraction.

Comme la contraction du nuage d'origine est produite vers le centre, un Protoestrella qui commence à émettre des rayonnements.

L'attraction gravitationnelle provoque des noyaux atomiques acquérir de l'énergie cinétique, mais lors de la freinage dans le centre le plus dense du protoestrella, émettez un rayonnement électromagnétique et commence ainsi à briller.

Lorsque vous atteignez le point où les noyaux d'hydrogène sont si compactés et acquièrent suffisamment d'énergie cinétique pour surmonter la répulsion électrostatique, la force de forte attraction commence à agir. Puis la fusion des noyaux se produit.

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Dans la fusion nucléaire des noyaux d'hydrogène, des centres d'hélium et de neutrons se forment, avec d'énormes quantités d'énergie cinétique et de rayonnement électromagnétique. Cela est dû à la perte de masse dans la réaction nucléaire.

C'est le mécanisme qui contrecarre la compression gravitationnelle d'une étoile, par pression cinétique et pression de rayonnement. Alors que l'étoile est dans cet équilibre, on dit qu'il est dans la séquence principale.

La scène géante rouge

Le processus décrit ci-dessus ne dure pas éternellement, du moins pour les étoiles très massives, car à mesure que l'hydrogène devient de l'hélium, le carburant s'épuise.

De cette façon, la pression qui contrecarre l'effondrement gravitationnel diminue et donc le noyau de l'étoile est compact. Au même.

Lorsque cela se produit, l'état du géant rouge a été atteint et c'est le cas de Betelgeuse. Dans une évolution stellaire, la masse de l'étoile définit la vie et le temps de mort.

Un supergigent comme Betelgeuse a une courte durée de vie, passant par la séquence principale très rapidement, tandis que les petits nains rouges massifs brillent modestement pendant des millions d'années.

Betheteuse est calculé à 10 millions d'années et est considéré comme déjà dans les dernières étapes de son cycle évolutif. On pense que dans 100.000 ans environ, son cycle de vie se termine par une grande explosion de supernova.

Structure et composition

Betelgeuse a un noyau dense entouré d'un manteau et d'une atmosphère, qui atteint un diamètre 4,5 fois plus élevé que l'orbite terrestre. Mais en 2011, il a été découvert que l'étoile est entourée d'une vaste nébuleuse de matériel de lui-même.

La nébuleuse qui entoure Betheteuse s'étend à 60 milliards de kilomètres de la surface de l'étoile, c'est 400 fois le rayon orbital de la Terre.

Dans ses dernières étapes, les géants rouges expulsent l'espace environnant, une quantité énorme en un temps relativement court. On estime que Betelgeuse dégage l'équivalent de la masse du soleil en seulement 10.000 ans. Ceci est juste un instant dans le temps stellaire.

Vous trouverez ci-dessous une image de l'étoile et de sa nébuleuse, obtenue avec le télescope VLT situé sur la colline paranale, Antofagasta, Chili pour ESO (Organisation européenne pour la recherche astronomique dans l'hémisphère sud).

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Dans la figure, le cercle rouge central est correctement l'étoile de Betelgeuse, avec un diamètre de quatre fois et demie l'orbite terrestre. Ensuite, le disque noir correspond à une zone très brillante qui a été masquée pour voir la nébuleuse qui entoure l'étoile qui, comme il a été dit, s'étend jusqu'à 400 fois le rayon orbital de la Terre.

Cette image a été prise dans la gamme infrarouge et colorée afin que les différentes régions puissent être visibles. Le bleu correspond aux longueurs d'onde les plus courtes et au rouge au plus long.

Le petit cercle rouge au centre est l'étoile de Betelgeuse, le cercle noir est le masquage d'une zone brillante. Autour du cercle noir, la nébuleuse composée du matériau expulsé par l'étoile peut être vue. (Source: eso-vlt)

Les éléments présents à Betelgeuse

Comme chaque étoile, Betelgeuse est principalement composée d'hydrogène et d'hélium. Cependant, comme il s'agit d'une étoile dans ses phases finales, à l'intérieur, il commence à synthétiser d'autres éléments plus lourds dans le tableau périodique.

Les observations de la nébule. Ce matériau est celui qui forme la plupart des planètes rocheuses, comme la Terre.

Cela indique que dans le passé, il y avait des millions d'étoiles similaires à Betelgeuse, qui fournissait le matériau qui formait les planètes rocheuses de notre système solaire, y compris la Terre.

Atténuation de la bételgeuse

Image de la nébulosité entourant Betelgeuse. Source: betelgeuse_vlt.Jpg: eso / vltnebula_around_belgeuse.Jpg: eso / p. Kervelladerivative Work: Henrykus, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Ces derniers temps, Betelgeuse est une nouvelle dans la presse internationale, car début octobre 2019, sa lumière a commencé à être atténuée, en quelques mois seulement.

Par exemple, en janvier 2020, sa luminosité a diminué dans un facteur de 2,5. Cependant, pour le 22 février 2020, il a arrêté son atténuation et a commencé à récupérer sa luminosité.

Cela fait référence au spectre visible, mais dans le spectre infrarouge, il brilles les étapes avant une explosion de supernova. 

Au contraire, il s'agit de l'absorption et de la dispersion de la bande visible du spectre électromagnétique, en raison du nuage de poussière que l'étoile elle-même a expulsée.

Ce nuage de poussière est transparent à infrarouge, mais pas pour le spectre visible. Apparemment, le nuage épais de poussière entourant l'étoile s'éloigne rapidement, donc l'épaule d'Orion, le chasseur mythologique, restera sûrement dans le ciel pendant longtemps plus.