gov-civil-vilareal.ptL'hypergéante rouge VY CMa est plus grosse que Bételgeuse et crache de vastes nuages de poussière
>En ce qui concerne la taille des étoiles, il y a des nains, il y a des géants et il y a des supergéantes.
Et puis il y a les hypergéantes.
Ceux-ci sont très des étoiles massives qui vivent vite, meurent jeunes et s'éteignent avec un bang énorme : les supernovae. Et maintenant, nous savons qu'avant de partir, ils souffrent également de quintes de toux : des éruptions épiques de nuages de poussière qui crient à grande vitesse, faisant changer rapidement et profondément la luminosité de l'étoile.
Si cela vous semble familier, oui, gardez Betelgeuse à l'esprit. Nous y reviendrons.
Une image Hubble de 2005 de l'hypergéante rouge VY Canis Majoris, montrant le chaos de poussière qui l'entoure. L'emplacement de l'étoile est dans la tache blanchâtre à gauche du centre. Crédit: NASA, ESA et R. Humphreys (Université du Minnesota)
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Mais dans ce cas, nous parlons de la star VY Canis Majoris (ou VY CMa en abrégé). Cette hypergéante rouge ridiculement gonflée se trouve à environ 4 000 années-lumière dans la constellation de Canis Major, le Grand Chien (l'un des chiens de chasse d'Orion). Dans ce cas, la constellation est appropriée : VY CMa est une immense étoile, bien au-dessus 2 milliards kilomètres de large.
A titre de comparaison, le Soleil fait 1,4 million de km de diamètre. VY CMa est plus de mille fois plus grand. UNE mille . Remplacez le Soleil par VY CMa et il s'étirerait presque jusqu'à l'orbite de Saturne.
Ce serait dommage pour la Terre. Nous serions à l'intérieur. Et étant donné que l'étoile génère plusieurs centaines de milliers de fois l'énergie du Soleil, notre planète n'y tiendrait pas longtemps.
Alors oui, cette star est écrasante dans tous les aspects. Des étoiles comme celle-ci ne durent pas longtemps, seulement quelques millions d'années, et en vieillissant, elles génèrent tellement de lumière qu'elles soufflent de leur propre surface, la matière y étant projetée par l'intensité du rayonnement d'en bas. VY CMa a probablement commencé avec jusqu'à 40 fois la masse du Soleil, mais en a déjà perdu environ la moitié. Et c'est là que notre histoire commence vraiment.
À gauche : vue de Hubble sur la poussière entourant l'étoile VY Canis Majoris. Milieu : Zoomez sur l'image montrant l'emplacement de l'étoile dans la poussière (trop petite pour être vue ici). À droite : illustration de l'étoile la montrant en éruption. Crédit: NASA, ESA et R. Humphreys (Université du Minnesota) et J. Olmstead (STScI)
Les observations de l'étoile montrent qu'elle émet beaucoup trop de lumière infrarouge pour une étoile de ce genre, ce qui est un signe révélateur qu'elle est entourée de poussière . Il s'agit généralement de grains microscopiques de matériau rocheux (chargé de silicate) ou carboné (de suie) autour de l'étoile (nous l'appelons donc circumstellaire , qui est juste un mot sympa). Il est réchauffé par la lumière des étoiles et il brille donc dans l'infrarouge, provoquant l'excès observé.
Des observations à très haute résolution de VY CMa montrent cette poussière, et elles montrent également qu'elle est assez complexe. Il y a des nœuds, des touffes, des arcs et des nuages diffus autour de l'étoile. De nouvelles observations utilisant Hubble, cependant, ont permis aux astronomes de mesurer la vitesse à laquelle toute cette poussière se déplace — une grande partie a été éjectée à des dizaines de milliers de kilomètres à l'heure. Rapide . VY CMa fait les choses en grand.
La beauté de ceci est qu'ils ont ensuite mesuré la distance entre l'étoile et ces divers amas et l'ont utilisé en conjonction avec la vitesse pour retracer les amas dans le temps, pour voir quand ils ont été éjectés. Ce qu'ils ont trouvé est en effet intéressant… les âges des divers amas et d'autres caractéristiques indiquent qu'ils ont été soufflés de l'étoile il y a environ 70, 120, 200 et 250 ans.
En regardant les observations historiques de l'étoile, ces périodes coïncident avec des périodes de grande variabilité de luminosité dans l'étoile, s'assombrissant et s'éclaircissant d'un facteur important.
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En d'autres termes, un mécanisme physique dans l'étoile l'a fait cracher ces énormes nuages de poussière, et ces nuages sont ensuite passés entre nous et l'étoile, l'obscurcissant. La dernière grande éruption a eu lieu à la fin des années 1800, lorsque l'étoile s'est beaucoup fanée. Auparavant, il était visible à l'œil nu (à peine), mais après cette éruption, il s'est estompé et n'a plus vraiment brillé depuis.
Oeuvre montrant le cours de l'éruption de poussière de Bételgeuse : une vague de gaz chaud et dense monte et sort de ses couches plus profondes (panneaux 1 et 2), se refroidit et s'éloigne (panneau 3), et comment nous l'avons vu depuis la Terre ( panneau 4). Crédit: NASA, ESA et E. Wheatley (STScI)
Et c'est très intéressant parce que l'étoile explosible pas encore tout à fait préférée de tout le monde, Bételgeuse, vient de subir un énorme événement d'obscurcissement à la fin de 2019. Pendant plusieurs mois, l'étoile a brillé à la moitié de sa teinte rougeâtre habituelle, et les astronomes se disputent toujours sur ce qui l'a causé. Les deux principaux prétendants sont un effet de refroidissement qui a fait chuter sa luminosité, et l'autre est – vous l'avez deviné – des éruptions de poussière qui ont bloqué l'étoile. Je préfère en fait la dernière explication ; il y a de la poussière abondante autour de Bételgeuse, et nous savons qu'elle souffle parfois cette matière dans de gros nuages . Mais une baisse de température n'est pas encore à exclure.
Pourtant, Bételgeuse est une supergéante rouge. Masse inférieure, plus petite et pas aussi lumineuse que VY CMa (qui, après tout, est l'une des étoiles les plus lumineuses de toute la galaxie), mais très similaire. Si VY CMa souffle de la poussière et s'assombrit, il est logique que la même chose puisse se produire avec Big B.
Oeuvre représentant l'étoile VY Canis Majoris jaillissant d'énormes nuages de poussière. Crédit: NASA, ESA et R. Humphreys (Université du Minnesota) et J. Olmstead (STScI)
Il existe d'autres différences, dont certaines sont cependant importantes. Bételgeuse est une étoile variable régulière, subissant des changements cycliques de luminosité de l'ordre d'un an en raison de la physique en cours dans sa basse atmosphère. VY CMa est une variable irrégulière, et les changements de sa luminosité prennent de nombreuses années pour se terminer, sont plus probablement dus aux choses qui se passent dans sa très haute atmosphère. Il faut donc être prudent en extrapolant d'une étoile à l'autre. Mais c'est quand même une idée provocatrice.
Un ensemble d'images avant et après de Bételgeuse montre comment cela a changé de janvier 2019 (à gauche) à décembre 2019 (à droite). Crédit: ESO / M. Montargès et al.
Des stars comme celle-ci me fascinent et me terrifient. Il est difficile de saisir à quel point ils sont immenses, à quel point ils sont puissants et comment ils vivent leur vie. Mais ils sont cruciaux pour l'évolution galactique ; ils créent des éléments lourds comme le fer dans leurs noyaux qui se répartissent dans l'espace lorsqu'ils explosent. Ce matériau entre ensuite dans la fabrication de nouvelles étoiles, de nouvelles planètes… et nous . Littéralement, moi et toi.
Le fer dans votre sang pompé à travers votre corps était autrefois dans le noyau d'une étoile explosive comme VY CMa, qui l'a d'abord pompé dans la galaxie. Si cela seul n'est pas une raison suffisante pour étudier des étoiles comme ça, rien ne l'est.
