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Bételgeuse

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Bételgeuse
α Orionis
Description de cette image, également commentée ci-après
Position de Bételgeuse dans la constellation d'Orion (à gauche), une vue rapprochée (au centre) et une image de l'étoile réalisée à l'aide du Very Large Telescope (à droite).
Données d'observation
(époque J2000.0)
Ascension droite 05h 55m 10,29s
Déclinaison +07° 24′ 25,3″
Constellation Orion
Magnitude apparente +0,0 à +1,3

Localisation dans la constellation : Orion

(Voir situation dans la constellation : Orion)
Caractéristiques
Type spectral M1-2 Ia-Iab
Magnitude apparente (J) −3,00
Magnitude apparente (K) −4,05
Indice U-B 2,06
Indice B-V 1,86
Indice R-I 1,28
Variabilité SR c (semi-régulière)
Astrométrie
Vitesse radiale +21,0 km/s
Mouvement propre μα = 27,33 mas/a
μδ = 10,86 mas/a
Parallaxe 7,63 ± 1,64 mas
Distance 197 ± 45 pc (∼643 al)[1]
Magnitude absolue −5,3 à −5,0
Caractéristiques physiques
Masse ~15 M☉
Rayon 955 à 1 200 R☉[2]
Luminosité 108 900 L☉
Température 3 600 K
Rotation 10 km/s
Âge 8 × 106 a

Désignations

α Ori, 58 Ori, HR 2061, BD+7°1055, HD 39801, HIP 27989, SAO 113271, FK5 224, WDS J05552 +0724A[3]

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Bételgeuse ou Alpha Orionis (α Orionis) est une étoile variable semi-régulière de type supergéante rouge, dans la constellation d’Orion, située à une distance très difficile à établir. En 2008, un article propose la distance de 197 ± 45 pc (∼643 al)[1],[a], mais elle fut définie à 427 années-lumière pendant les décennies précédentes. En 2013, le télescope spatial Herschel estime que Bételgeuse pourrait approcher la distance de 500 années-lumière[4].

Bien qu'étant désignée par la lettre « alpha » dans la désignation de Bayer, elle n'est souvent que la deuxième étoile la plus brillante de la constellation d'Orion, derrière Rigel[b]. Elle forme l'un des sommets du triangle d'hiver avec Sirius et Procyon.

Avec un rayon d'environ un millier de rayons solaires, Bételgeuse est une supergéante rouge, l'une des plus grandes étoiles connues. Si elle était au centre du système solaire, son rayon s'étendrait entre l'orbite de Mars et celle de Jupiter voire au-delà. Lorsqu'elle explosera en supernova, elle sera visible de la Terre en plein jour, pendant plusieurs jours, avec une brillance comparable à celle de la Lune[5],[6]. Après cette période, elle se transformera progressivement en nébuleuse, qui restera visible pendant plusieurs milliers d'années[6].

Le diamètre angulaire de Bételgeuse est le fruit de la première mesure d'un diamètre d'étoile, réalisée en 1920-1921 par les astronomes Michelson et Pease avec le télescope Hooker de l'observatoire du Mont Wilson et par interférométrie.

Étoile variable habituellement considérée comme la huitième étoile la plus brillante du ciel, sa luminosité a baissé soudainement en novembre 2019, au point de la faire descendre en 2020 à la 21e place. La cause de ce phénomène fut identifiée comme la formation de poussière devant l'étoile à la suite de l'éjection d'une grande quantité de gaz[7]. Sa luminosité a par la suite progressivement remonté, pour revenir à environ 87 % de sa luminosité nominale en mars 2021.

Nom

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Bételgeuse (forme internationale : Betelgeuse) est le nom propre de l'étoile qui a été approuvé par l'Union astronomique internationale le [8].

Bon nombre d'étoiles portent des appellations d'origine arabe, à la suite de la traduction en latin des ouvrages de l'astronomie arabe. Les étoiles les plus brillantes délimitant les contours de la constellation d'Orion portent ainsi encore toutes un nom d'origine arabe (Bételgeuse, Mintaka, Alnilam, Alnitak, Rigel et Saïph), excepté Bellatrix dont le nom vient du latin.

Le nom « Bételgeuse » vient de يد الجوزاء, yad al-jawzāʾ, un terme d'origine arabe pré-islamique qui signifie « la main d'al-jawzāʾ»[9]. L'origine de al-jawzāʾ, qui précède la traduction par les Arabes des ouvrages grecs, est ancienne et sa signification est obscure[10]. Le terme fait référence à un personnage féminin et dérive probablement d'une racine qui signifie « au milieu » : il aurait pu désigner dans l'Arabie ancienne une constellation qui recouvrait les étoiles de l'actuelle Orion, et faire référence à la position centrale de celle-ci sur la voûte céleste[10]. Après la traduction de l'Almageste, le terme est utilisé par les astronomes musulmans, en concurrence avec d'autres appellations, tant pour désigner la constellation d'Orion que celle des Gémeaux[10].

Le terme est d'abord transcrit au Moyen Âge en Bedalgeuze, avec une erreur de lecture de diacritique : en arabe, les lettres bāʾ et yā ne diffèrent que par le nombre de points diacritiques, la première en possède un et la seconde deux. À la Renaissance, pour justifier cette transcription, l'érudit Joseph Scaliger forge un terme de son cru, bāt al-jawzāʾ, à partir du pluriel de ibt (aisselle), d'où l'apparition du « t » à la place du « d » et d'une étymologie erronée souvent reprise depuis, bien que l'étymologie correcte ait été donnée dès le XVIIe siècle par Thomas Hyde[9].

Localisation de Bételgeuse dans la constellation d'Orion.

Caractéristiques

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L'étoile se situe sur l’épaule gauche d’Orion. C’est une supergéante de couleur rouge orangé, froide et bien apparente à l’œil nu. Il s’agit d'une des plus brillantes étoiles de notre galaxie, et fort probablement de la plus grande étoile de cette région de la Voie lactée. Elle est en outre le seul astre connu de magnitude 1 dont l’éclat varie d’environ 1 magnitude sur une période de 5,7 années. Selon certains calculs, elle pourrait remplir, lorsqu’elle présente sa taille normale, la zone orbitale de Mars et, lorsqu’elle croît, celle de Jupiter. Entre 1993 et 2009, son diamètre a diminué de 15 %[11], sans qu'on en connaisse encore les raisons.

Alpha Orionis est l'une des premières étoiles en dehors du Soleil qui ont pu être résolues spatialement. La mesure de son diamètre angulaire a été réalisée en 1920 par les astronomes Albert Abraham Michelson et Francis Pease avec le télescope Hooker de l'observatoire du Mont Wilson, grâce à la technique de l'interférométrie[12],[13],[14].

Cycle de vie

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Cette supergéante rouge rayonne plus que 100 000 Soleils réunis. Son rayon est environ 1 000 fois plus grand que celui du Soleil[2] (et donc son volume environ un milliard de fois plus grand), mais sa masse n'est que dix à quinze fois celle du Soleil et, selon des observations publiées en 2009[11], elle aurait arrêté de grandir. Ces caractéristiques montrent que l'on assiste à la fin de vie d'une étoile. Avec un âge de seulement quelques millions d'années, Bételgeuse est vouée à exploser en une supernova qui sera facilement visible depuis la Terre même en plein jour, d'ici à quelques milliers d'années. À la suite de son explosion, son cœur se réduirait à un diamètre d'une vingtaine de kilomètres et pourrait devenir une étoile à neutrons[15].

Surface et atmosphère

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Image obtenue par l'ESO en juillet 2009.

Ses panaches atteignent une taille impressionnante équivalente à la taille du Système solaire entier. L'ESO et l'observatoire de Paris ont, en juillet 2009, obtenu des images d'une précision inégalée de la géante rouge en utilisant le Very Large Telescope basé au Chili[16].

De plus, des observations interférométriques révèlent la présence de bulles de matière sur la surface de Bételgeuse. De telles bulles seraient dues à d'énormes mouvements de convection de gaz ayant lieu à l'intérieur de l'étoile, comme de l'eau bouillant dans une casserole[17],[18].

Les observations avec ALMA ont révélé en 2016 une tache de grande taille (plusieurs UA), située dans la partie nord-est du disque et qui est environ 1 000 °C plus chaude que le reste de l'étoile. Cette découverte semble indiquer que l'atmosphère des supergéantes rouges n'est pas chauffée de façon homogène[19].

Magnétosphère

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Une série d'observations spectropolarimétriques de Bételgeuse, réalisées avec le télescope Bernard Lyot de l'observatoire du Pic du Midi, a révélé la présence d'un faible champ magnétique à sa surface, suggérant que les mouvements convectifs eux-mêmes peuvent être à l'origine de ce champ magnétique, à travers des mécanismes de dynamo à petite échelle[20].

Variabilité

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Changement de luminosité en 2019 et 2020.
Bételgeuse couverte de poussière en décembre 2019.

Bételgeuse, après le plus long assombrissement jamais observé en septembre 2019, reprend de l'éclat. Fin février 2020, sa luminosité a gagné à peu près 10 %, signe possible qu'elle va reprendre l'éclat qu'on lui connaissait[21]. Ce phénomène inattendu, très difficile à expliquer avec les théories existantes pour que ce changement soit réalisé en durée si courte dans une telle grande taille d'étoile, a été résolu par une équipe de l'Observatoire européen austral. Cette dernière a identifié une grosse éjection de gaz avant la diminution, qui avait été transformé en poussière, à la suite de son refroidissement. Finalement, ce voile de poussière avait provoqué la diminution de luminosité[7].

En 2020, une étude affirme que Bételgeuse serait moins grosse qu'estimé auparavant : la supergéante ne serait pas aussi grande que l'orbite de Jupiter, mais seulement les deux tiers. Son rayon serait environ 750 fois celui du Soleil. D'après les observations conduites pendant plusieurs années par Charles H. Townes et son collègue Edward Wishnow, la taille de Bételgeuse s'est réduite entre 1993 et 2009 d'une distance égale à celle qui sépare Vénus du Soleil. Et il semble que le processus irait en s'accélérant[22].

Toutefois, les caractéristiques de cette étoile restent encore énigmatiques. En avril 2023, sa luminosité a augmenté de 55 % ou plus en quelques jours, ce qui place Bételgeuse à la 7e parmi les étoiles les plus brillantes au ciel. La raison pour laquelle ce phénomène est si brutalement arrivé n'est pas exactement connue[23]. De plus en plus, les scientifiques considèrent qu'il s'agirait de la première phase d'une supernova[24]. En effet, il leur semble que l'étoile avait déjà consommé tout l'hélium et que le cœur subit actuellement la fusion du carbone. L'explosion pourrait avoir lieu dans quelques décennies[25],[26].

Observations

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Avec le télescope Hooker de l'observatoire du Mont-Wilson

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Avec Hubble

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Bételgeuse - en 2002 par Hubble (NASA).


Avec SPHERE

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Avec ALMA

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Bételgeuse photographiée par ALMA à 890 µm.

Eamon O'Gorman, Pierre Kervella, Graham Mark Harper, Anita Richards, Leen Decin, Miguel Montargès et I. McDonald ont observé pendant une heure le gaz chaud de la chromosphère de Bételgeuse dans l'infrarouge lointain, à 890 micromètres de longueur d'onde, avec 47 antennes du grand réseau d'antennes millimétrique/submillimétrique de l'Atacama (ALMA) qui synthétisait alors un télescope virtuel de 16 kilomètres de diamètre[27],[28].

Une étoile compagne ?

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Selon une étude de Jared A. Goldberg, Meridith Joyce et László Molnár publiée en 2024, la longue période secondaire de Bételgeuse, de 2 170 jours, serait due à une étoile compagne, désignée α Ori B. Elle aurait une masse minimale m sin(i) de 1,17 ± 0,7 masse solaire et une séparation orbitale de 1 850 ± 70 rayons solaire, c'est-à-dire 2,43+0,21
−0,32 fois le rayon de Bételgeuse. L'existence d'un tel compagnon reste à confirmer observationnellement[29].

Dans la culture

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Douglas Adams, l'auteur de la série des best-sellers Le Guide du voyageur galactique, a créé un personnage du nom de Ford Prefect, journaliste pour ledit Guide et natif d'« une petite planète dans les environs de Bételgeuse », tout comme son cousin Zaphod Beeblebrox.

C'est également autour de Bételgeuse que gravite La Planète des singes de Pierre Boulle.

Bételgeuse est le siège d'un étrange gouvernement galactique dans le roman Le Gambit des étoiles de Gérard Klein (1958).

Le physicien George Gamow a surnommé, lors de son voyage dans les Rocheuses canadiennes, un grand cheval rouge comme Bételgeuse. Dans le livre de l'astrophysique Une étoile appelée Soleil (1964), avec humeur, l'auteur présentait que les Cow-boy de la région, qui ne connaissaient pas l'origine de ce nom, l'appelaient Battle goose (Oie de bataille)[30].

Bételgeuse est une planète en orbite autour de l'étoile du même nom dans Les Mondes d'Aldébaran, bande dessinée de Leo.

Bételgeuse est le titre québécois du film Beetlejuice. C'est également ainsi qu'est orthographié dans le film le nom du bio-exorciste, le scénario étant d'ailleurs initialement intitulé Betelgeuse[31].

Bételgeuse est le nom d'un personnage du light novel japonais Re:Zero kara Hajimeru Isekai Seikatsu écrit par Tappei Nagatsuki.

Il est fait référence à Bételgeuse à plusieurs reprises dans la pièce de théâtre Loretta Strong de Copi.

Bételgeuse est à l'origine du nom de Bazelgeuse[32], un monstre présent dans la série de jeux vidéos Monster Hunter.

Notes et références

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Notes

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  1. ↑ Avant les mesures établies en 2008, la distance de Bételgeuse était estimée à 131 ± 30 pc (∼427 al).
  2. ↑ Rigel, légèrement plus brillante que Bételgeuse, est pourtant l'étoile β d'Orion, Bételgeuse en étant l'étoile α. En effet, la magnitude de Bételgeuse varie et il se peut qu'elle soit bel et bien plus brillante que Rigel, d'où la hiérarchie du classement de Johann Bayer.

Références

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  1. ↑ a et b (en) Harper, Graham M.; Brown, Alexander; Guinan, Edward F., « A New VLA-Hipparcos Distance to Betelgeuse and its Implications », The Astronomical Journal, vol. 135, no 4,‎ , p. 1430–40 (DOI 10.1088/0004-6256/135/4/1430, Bibcode 2008AJ....135.1430H, lire en ligne [PDF], consulté le )
  2. ↑ a et b Mohamed, S.; Mackey, J.; Langer, N., « 3D Simulations of Betelgeuse's Bow Shock », Astronomy & Astrophysics, vol. 541, id.A1,‎ , A1 (DOI 10.1051/0004-6361/201118002, Bibcode 2012A&A...541A...1M, arXiv 1109.1555v2.pdf)
  3. ↑ (en) * alf Ori -- Red supergiant star sur la base de données Simbad du Centre de données astronomiques de Strasbourg.
  4. ↑ Serge Brunier, « Bételgeuse révélée par le télescope spatial Herschel », sur vie.com, Science-et-vie, (consulté le ).
  5. ↑ (en) « Betelgeuse », Wolfram Alpha, .
  6. ↑ a et b « C'est confirmé, Bételgeuse se "rallume" ! », Sciences et Avenir (consulté le ).
  7. ↑ a et b Observatoire européen austral, Le mystère de la baisse de luminosité de Bételgeuse résolu, le 16 juin 2021 [1]
  8. ↑ (en) « Table 1: Star Names Approved by WGSN as of 20 July 2016 », Bulletin of the IAU Working Group on Star Names, no 1,‎ (lire en ligne [PDF], consulté le ).
  9. ↑ a et b (en) Gwyneth Heuter, « Star names — origins and misconceptions », Vistas in Astronomy, vol. 29,‎ , p. 237–251 (DOI 10.1016/0083-6656(86)90015-2), p. 242.
  10. ↑ a b et c (en) Paul Kunitzsch et Tim Smart, A Dictionary of Modern Star Names : A Short Guide to 254 Star Names and Their Derivations, Cambridge, Massachusetts, Sky Publishing Corp., , 66 p. (ISBN 978-1-931559-44-7) p. 45 et p. 42.
  11. ↑ a et b (en) C. H. Townes, E. H. Wishnow, D. D. S. Hale et B. Walp, « A systematic change with time in the size of betelgeuse », The Astrophysical Journal Letters, vol. 697, no 2,‎ , L127-L128 (DOI 10.1088/0004-637X/697/2/L127, lire en ligne [PDF], consulté le ).
  12. ↑ (en) A. A. Michelson et F. G. Pease, « Measurement of the Diameter of Alpha-Orionis by the Interferometer », Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, vol. 7, no 5,‎ , p. 143-146 (DOI 10.1086/142603, Bibcode 2008AJ....135.1430H, lire en ligne [PDF], consulté le )
  13. ↑ : La mesure du diamètre des étoiles.
  14. ↑ Kip Thorne et Roger Blandford (éd.), Optics, de Modern Classical Physics, p. 464, Princeton University Press 2021 (en) [2]
  15. ↑ (en) Kaler, James B. (2002). The Hundred Greatest Stars. New York: Copernicus Books. p. 33. (ISBN 0-387-95436-8).
  16. ↑ Des images de Bételgeuse d’une précision sans précédent révèlent comment les supergéantes perdent leur masse, 1er juillet 2009, sur Observatoire de Paris. Consulté le 20 septembre 2013
  17. ↑ [PDF] K. Ohnaka, K.-H. Hofmann, M. Benisty, A. Chelli, T. Driebe, F. Millour, R. Petrov, D. Schertl, Ph. Stee, F. Vakili et G. Weigelt, « Spatially resolving the inhomogeneous structure of the dynamical atmosphere of Betelgeuse with VLTI/AMBER », Astronomy & Astrophysics, (consulté le ).
  18. ↑ X. Haubois, G. Perrin, S. Lacour et T. Verhoelst, « Imaging the spotty surface of Betelgeuse in the H band », Astronomy & Astrophysics, vol. 508, no 2,‎ , p. 923–932 (ISSN 0004-6361 et 1432-0746, DOI 10.1051/0004-6361/200912927, lire en ligne, consulté le )
  19. ↑ Une immense tache brillante à la surface de Bételgeuse révélée par ALMA
  20. ↑ [PDF] M. Aurière, J.-F. Donati, R. Konstantinova Antova, G. Perrin, P. Petit, T. Roudier, « The magnetic field of Betelgeuse : a local dynamo from giant convection cells ? », Astronomy & Astrophysics, (consulté le ).
  21. ↑ « Bételgeuse : regain de luminosité de la supergéante rouge d'Orion », sur Futura (consulté le ).
  22. ↑ Nathalie Mayer, « Bételgeuse continue de nous surprendre », sur Futura, (consulté le )
  23. ↑ Nathalie Mayer, « Que ce passe-t-il avec Bételgeuse, devenue une des étoiles les plus brillantes du ciel en quelques jours ? », Futura Sciences,‎ (lire en ligne)
  24. ↑ Adrien Bernard, « Augmentation forte et soudaine de la luminosité de Bételgeuse : supernova imminante ? », Techno Science,‎ (lire en ligne)
  25. ↑ Marie Zekri, « Bételgeuse pourrait-elle devenir une supernova de notre vivant ? », National Geographic,‎ (lire en ligne, consulté le )
  26. ↑ Laurent Sacco, « Une simulation remet en cause ce que l'on sait de Bételgeuse, l'étoile proche de nous qui peut exploser en supernova ! », Futura Sciences,‎ (lire en ligne, consulté le )
  27. ↑ Serge Brunier, « L'interféromètre Alma révèle la surface de l'étoile supergéante Bételgeuse », sur vie.com, Science-et-vie, (consulté le ).
  28. ↑ O'Gorman et al. 2017.
  29. ↑ https://arxiv.org/pdf/2408.09089
  30. ↑ (en) Robert H. Olley, « Betelgeuse, Gamow, and a Big Red Horse », Science 2.0,‎ (lire en ligne, consulté le )
  31. ↑ Ian Nathan, Tim Burton : Itinéraire d'un enfant particulier, 2019, p.39.
  32. ↑ Bazelgeuse.

Voir aussi

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Sur les autres projets Wikimedia :

Bibliographie

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  • [O'Gorman et al. 2017] (en) Eamon O'Gorman et al., « The inhomogeneous sub-millimeter atmosphere of Betelgeuse » [« L'atmosphère sub-millimétrique inhomogène de Bételgeuse »], Astronomy & Astrophysics,‎ sous presse (arXiv 1706.06021, lire en ligne [PDF])
    Les co-auteurs sont, outre Eamon O'Gorman, Pierre Kervella, Graham Mark Harper, Anita Richards, Leen Decin, Miguel Montargès et I. McDonald. L'article, soumis à Astronomy & Astrophysics le 15 mai 2017, a été accepté le 7 juin 2017 ; il a alors été soumis à arXiv le 19 juin et pré-publié sur le site le lendemain.
  • (en) S. T. Ridgway et al., « The inner dust shell of Betelgeuse detected by polarimetric aperture-masking interferometry », Astronomy & Astrophysics,‎ (arXiv 1907.08594v1)

Articles connexes

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Liens externes

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