Bételgeuse future supernova : derrière l’emballement, quelle réalité ?

Bételgeuse est une étoile qui va exploser en supernova, c’est une certitude. Alors que certains pensaient que la baisse de luminosité était un signe avant-coureur, des experts du sujet s’inscrivent en faux : « Je ne sais pas d’où cette rumeur est partie, je pense que c’est de gens qui ne connaissent pas le sujet ».

Commençons par planter le décor : Bételgeuse est une supergéante rouge située dans la constellation d’Orion. Située à plusieurs centaines d’années-lumière, c’est une des étoiles les plus brillantes du ciel nocturne, que l’on peut observer depuis la Terre.

Elle est 1 000 fois plus imposante que notre étoile, le Soleil, mais avec une masse quinze fois supérieure « seulement ». Pour donner un ordre de grandeur, on pourrait mettre un milliard de fois le Soleil dans Bételgeuse. Si cette dernière était au centre de notre système solaire, la Terre serait « dans » Bételgeuse, dont la surface s’étendrait quasiment jusqu’à l’orbite de Jupiter. Enfin, la nébuleuse l’entourant s’étend sur une distance de 60 milliards de kilomètres depuis la surface de l’étoile.

Oui, Bételgeuse va devenir une supernova…

L’Observatoire de Paris rappelle que les supergéantes rouges représentent l’un des derniers stades de l’évolution d’une étoile massive : « Pendant une brève période de son existence, l’étoile augmente considérablement en taille, et devient extrêmement brillante. Elle perd alors une quantité considérable de matière dans l’espace (environ la masse du Soleil en 10 000 ans seulement) ».

En 2018, les scientifiques estimaient que Bételgeuse pourrait devenir une supernova « au cours des prochains 10 000 ou 100 000 ans ». La question n’est en fait pas de savoir « si » cette métamorphose aura lieu, mais quand. Lorsque cela se produira, « l’explosion » sera alors facilement visible depuis la Terre, même en plein jour. Un phénomène que les astronomes et les amateurs rêvent évidemment d’observer.

Depuis novembre 2019, la luminosité de Bételgeuse a baissé de manière importante, laissant penser pour certains que son explosion est proche, sans en apporter la causalité… mais d’autres explications sont également sur le tapis, comme le détaille Miguel Montargès. Prudence donc avant de céder aux sirènes du sensationnalisme, toujours si facile lorsqu’il s’agit de sciences…

… mais pas d’emballement suite aux mesures récentes

L’Observatoire de Paris explique que, « en ce mois de février 2020, Bételgeuse est à environ 36 % de sa luminosité habituelle, un changement aisément perceptible à l’œil nu. Cette luminosité est la plus faible observée depuis au moins 150 ans ». Cette mesure a été effectuée via l’instrument SPHERE alias Spectro Polarimetric High contrast Exoplanet REsearch en anglais ou Spectro-Polarimètre à Haut contraste dédié à la REcherche d'Exoplanètes. Il est installé sur le Très Grand Télescope (alias VLT) de l’Observatoire européen austral (ESO) au Chili.

Ainsi, depuis novembre 2019, les images en lumière visible montrent « un changement spectaculaire » de son apparence : « Le disque de l’étoile apparaît beaucoup plus irrégulier et asymétrique que dans son état habituel ». Dans l’ensemble, la taille de l’étoile semble identique par rapport aux précédentes mesures, mais la partie sud est devenue beaucoup plus sombre que celle au nord. Des résultats d’autant plus fiables – et donc intéressants – que l’équipe de chercheurs dispose d’une solide base de comparaison : SPHERE avait déjà pris des images de Bételgeuse en janvier 2019, sans rien noter de particulier à cette époque.

Il n’en fallait pas plus pour lancer un emballement médiatique et beaucoup se sont ainsi demandé si cette baisse n’était pas le signe que « Bételgeuse était sur le point d’exploser en supernova ». C’est une possibilité reconnaît l’Observatoire de Paris, mais « les chercheurs pensent que la probabilité d’une explosion prochaine est très faible ». Attention, il n’est pas question de remettre en cause l’explosion de Bételgeuse – qui aura bien lieu un jour – mais simplement de faire un lien direct entre cet événement et les mesures de baisse de la luminosité.

Deux scénarios à l’étude : un refroidissement, des poussières

L’Observatoire de Paris avance d’autres explications : « Les deux scénarios sur lesquels nous travaillons pour expliquer nos observations sont un refroidissement de la surface dû à une activité stellaire exceptionnelle ou une éjection de poussières masquant l’étoile », explique Miguel Montargès, astronome à KU Leuven en Belgique et auteur d’une thèse sur la perte de masse des étoiles massives évoluées (portant notamment sur Bételgeuse, qu’il connaît donc particulièrement bien).

Cette seconde hypothèse est renforcée par une autre image de l’instrument VISIR/NEAR du VLT capturée en décembre 2019 par une équipe de l’Observatoire de Paris. On y voit la lumière infrarouge émise par la poussière entourant Bételgeuse. Miguel Montargès explique que « la présence de cette grande quantité de poussière autour de Bételgeuse renforce [l’]hypothèse selon laquelle la formation de poussière est une cause de son affaiblissement actuel ».

Guillaume Doyen, youtubeur et auteur du blog AstroSpace, s’est rendu à l’observatoire de la côte d’Azur afin de s’entretenir avec Miguel Montargès et l’astrophysicien Eric Lagadec (une vidéo de 22 minutes, très intéressante à regarder).

En infrarouge, rien ne bouge

Miguel Montargès commence par résumer ce que nous venons d’expliquer : « En infrarouge, c’est même l’étoile la plus lumineuse du ciel, elle est aussi lumineuse que Venus en [lumière] visible. En infrarouge, la lumière de Bételgeuse est étrangement constante. On a vraiment une baisse de luminosité spectaculaire et plus grande que tout ce qu’on a vu jusqu’à présent en visible, alors qu’en infrarouge […] elle est toujours aussi lumineuse ». 

Premières conclusions : « ces différents indices nous disaient que ce n’est pas quelque chose qui se passe dans le cœur avec un changement dans la vitesse ou le taux de réaction nucléaire […] Ça nous a vraiment bien confirmé que ce qu’il se passe c’est soit à la surface, soit entre l’étoile et nous […] Les deux scénarios ne s’excluent pas », c’est-à-dire qu’il peut y avoir à la fois un refroidissement et de la poussière « devant l’objectif », explique le scientifique.

« Pourquoi les gens disent-ils ça ? »

Il fait ensuite part de sa surprise : « Quand j’ai vu [cette histoire] d’explosion de Supernova , ma première réaction a été : "mais pourquoi les gens disent ça, que ce soit des chercheurs ou le grand public" […] Est-ce qu’il y a quelque chose qui m’échappe ? ». En effet, pour Miguel Montargès il n’y a « rien dans toutes les supernovas qu’on a vues (pas dans cette galaxie, mais dans d’autres) qui indique qu’on a cette variation de luminosité en lumière visible avant la supernova ».

« Je ne sais pas d’où cette rumeur est partie, je pense que c’est de gens qui ne connaissent pas le sujet », indique-t-il perplexe. L’astrophysicien Eric Lagadec abonde dans le même sens : « il n’y a aucune de raison de penser que ce qu’on voit là est lié à l’explosion de supernova ». 

Miguel Montargès revient à la charge : « cette image n’indique pas que Bételgeuse va exploser, mais elle n’indique pas le contraire non plus. Elle indique juste qu’il s’est passé quelque chose à la surface ou entre la surface et nous. On ne peut pas aller plus loin ». Bref, la baisse de la luminosité et l’explosion en supernova sont deux choses différentes, un peu comme comparer des choux et des carottes.

De ce qu’en savent les scientifiques, « avant la supernova, l’étoile va être telle qu’elle est normalement ». Ils confirment à leur tour que l’étoile « Bételgeuse va exploser en supernova. Cela peut arriver aujourd'hui, demain ou dans 100 000 ans », impossible à dire avec plus de précision pour le moment.

Les panaches de poussière de Bételgeuse vus par VISIR/NEAR / Crédits : ESO/P. Kervella/M. Montargès et al.

Cet événement reste « une opportunité exceptionnelle  »

Malgré tout, Pierre Kervella de l’Observatoire de Paris ne cache pas son plaisir : « l’épisode actuel de faiblesse de Bételgeuse est une opportunité exceptionnelle de mieux comprendre les supergéantes rouges comme Bételgeuse. De nombreux astrophysiciens et les plus grands instruments d’observation sont mobilisés pour suivre le phénomène ». Supernova ou pas, le phénomène actuel de Bételgeuse est donc une mine d’information.

De son côté, Miguel Montargès travaille « à temps plein » pour établir une interprétation physique des événements. Il espère en proposer une au printemps, mais « c’est difficile d’avoir un scénario qui explique tout ce qu’on voit », reconnaît-il.