Les étoiles supergéantes rouges bouillonnent et écument tellement qu’elles semblent danser dans l’univers

Les étoiles Supergéantes Rouges Bouillonnent Et écument Tellement Qu'elles Semblent

On estime que la Voie lactée compte près de 400 milliards d’étoiles. Sachant qu’il existe des centaines de milliards d’autres galaxies dans l’univers, on peut considérer l’existence de plus de 10 sextillions d’étoiles dans le ciel.

Récemment, le Apparence numérique a rapporté que l’Agence spatiale européenne (ESA), par le biais de la mission Gaia, a produit la carte 3D la plus détaillée de la Voie lactée. Pour obtenir à la fois ce graphique de localisation et d’autres déjà conçus, les astronomes ont dû faire face au même problème : les supergéantes rouges.

Les etoiles supergeantes rouges bouillonnent et ecument tellement quelles semblent
Vue d’artiste de la supergéante rouge Bételgeuse révélée par le Very Large Telescope de l’ESO. On peut remarquer une surface en ébullition et la matière qui est éjectée par l’étoile en vieillissant. Crédit : ESO/L.Calçada

En effet, ce type d’étoiles a un comportement qu’il est difficile de définir exactement : elles bouillonnent et moussent tellement qu’elles semblent danser autour de leur position dans l’espace. D’après le site Physiquecette oscillation est une caractéristique de ces anciennes étoiles, pas une anomalie.

Ce n’est pas pour rien qu’elles reçoivent la nomenclature de « supergéantes ». Ces étoiles sont immenses : elles font 700 à 1 000 fois le diamètre solaire et au moins huit fois la masse du Soleil – cependant, elles sont plus froides que l’étoile.

Les supergéantes sont beaucoup plus brillantes dans la lumière infrarouge, mais plus faibles dans la lumière visible, que les autres étoiles. Ils varient également dans leur luminosité, ce qui (pour certains d’entre eux) pourrait être lié à ce mouvement de danse.

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Les mesures d’une supergéante rouge effectuées par le satellite Gaia de l’ESA, ainsi que des modèles mathématiques, ont constitué la base de l’étude. Crédit : A. Chiavassa, R. Kudritzki et. là

Selon les chercheurs, ces étoiles se dilatent tellement qu’elles finissent par atteindre une gravité de surface très faible. De ce fait, ses cellules convectives (les structures qui transportent la chaleur de l’intérieur vers la surface) deviennent très grandes, atteignant près de 30% du rayon de l’étoile et « interrompant » sa luminosité.

La convection déplace non seulement la chaleur de l’intérieur vers l’extérieur, mais elle aide également l’étoile à éjecter le matériau dans l’espace proche. Et cela ne se produit pas comme de petites éclaboussures de gaz et de plasma.

Une supergéante rouge peut envoyer un milliard de fois plus de masse dans l’espace que le Soleil. Toute cette action fait apparaître l’étoile mousseuse, sa surface bouillonnante. Les mouvements provoqués par ce processus forment la « danse » du corps céleste autour de sa « maison » dans l’espace.

Le ballet provoqué par l’ébullition des cellules de convection, ainsi que l’accumulation d’éjectas autour de l’étoile, augmentent sa variabilité, affectant sa luminosité dans le temps.

L’une des méthodes utilisées par les astronomes pour déterminer la position exacte d’une étoile consiste à utiliser son « centre photographique ». C’est le centre de la lumière des étoiles. Si l’étoile varie en luminosité (pour une raison quelconque), ce point se déplace.

Pourquoi comprendre la « danse » des supergéantes rouges

Andrea Chiavassa, scientifique au Laboratoire Lagrange, à l’Exzellenzcluster ORIGINS et à l’Institut Max Planck d’astrophysique, et l’astronome Rolf Kudritzki, chercheur à l’Observatoire de l’Université de Munich et à l’Institut d’Hawaï, ont dirigé une équipe scientifique qui a créé des simulations de l’ébullition surfaces et la variabilité de la luminosité des supergéantes rouges.

« Les cartes synthétiques montrent des surfaces extrêmement irrégulières, où les plus grandes structures évoluent sur des échelles de temps de plusieurs mois, voire années, tandis que les plus petites structures évoluent sur plusieurs semaines », a déclaré Chiavassa. « Cela indique que la position de l’étoile doit changer en fonction du temps. »

Dans leur étude publiée dans la revue Astronomie & Astrophysiquel’équipe a comparé leur modèle avec des étoiles de Chi Persei, un amas situé dans la constellation de Persée, qui, parce qu’il a été mesuré par le satellite Gaia, a les positions de la plupart de ses étoiles très précises – à l’exception des supergéantes rouges .

« Nous avons constaté que les incertitudes de position pour les supergéantes rouges sont beaucoup plus grandes que pour les autres étoiles. Cela confirme que leurs structures de surface changent considérablement avec le temps prévu par nos calculs », a expliqué Kudritzki.

Savoir ce qui fait danser les étoiles offre une voie vers une solution dans le calcul de leurs distances. Les futurs modèles aideront les astronomes à affiner ces distances et fourniront plus d’informations sur ce qui arrive à ces étoiles à mesure qu’elles vieillissent.

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