L’origine du vent stellaire de Bételgeuse dévoilée par les premières images 3D

Comment le vent stellaire, qui diffuse les poussières d’étoiles dans milieu interstellaire, est-il généré ? Une nouvelle technique développée au Pic du Midi a permis de faire les premières reconstructions d’images 3D de la super géante rouge Bételgeuse. En regardant en détail les flux de plasma dans sa photosphère une équipe  de chercheurs de l’Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (CNRS-CNES-Université Toulouse 3 Paul Sabatier) et de l’Université de Montpellier a pu déceler la présence d’une force qui équilibre la gravité et permet au plasma de s’échapper de Bételgeuse.


Hormis les éléments les plus légers (H, He et Li), les atomes se forment à l’intérieur des étoiles, tout au long de sa vie, par réactions nucléaires. Mais ces derniers ont besoin de s’en échapper. Parmi les mécanismes d’échappement les plus efficaces on compte le vent stellaire et en particulier celui des supergéantes rouges. Ces étoiles, en fin de vie, soufflent un courant intense et presque continu d’atomes de tous genres.

Mais quelle est l’origine de ce vent stellaire ?

Au sommet du Pic du Midi le télescope Bernard Lyot (TBL) étudie Betelgeuse la supergéante rouge la plus proche de la Terre.
Récemment, une nouvelle technique d’imagerie indirecte qui repose sur l’usage de la polarisation de la lumière émise a été développée. Si dans un premier temps seules des images bidimensionnelles étaient obtenues la technique a été améliorée et produit aujourd’hui des images tridimensionnelles.

On voit ainsi le plasma chauffé à l’intérieur de l’étoile remonter vers la surface où il se refroidit. Plus lourd parce que plus froid, il devrait retomber ensuite vers l’intérieur stellaire où il serait réchauffé à nouveau dans un cycle convectif. Mais ce que l’on voit  sur les images 3D de Betelgeuse est légèrement différent. Le plasma ne retombe pas toujours mais continue de monter à vitesse presque constante. Une force encore non identifiée pousse ce plasma et lui permet de s’échapper de l’étoile. Cette force est la raison du puissant vent stellaire de Betelgeuse. Elle est la raison d’être de ces poussières d’étoile qui, un jour, formeront des planètes et, peut-être, de la vie autour d’une étoile.

Ce travail est le résultat de 6 ans de mesures polarimétriques de Betelgeuse avec les instruments Narval et Néo-Narval construits par l’OMP et installés sur le Télescope Bernard Lyot du Pic du Midi. Les observations et analyses des données ont été effectuées par une équipe de chercheurs de l’OMP – IRAP et de l’Université de Montpellier

Animations 3D

     

Référence de l’article

“3-dimensional imaging of convec(ve cells in the photosphere of Betelgeuse” A. López Ariste, S. Georgiev, Ph. Mathias, A. Lèbre, M. Wavasseur, E. Josselin, R. Konstan(nova-Antova, Th. Roudier Astronomy & Astrophysics (2022). In press

Contacts :

  • Arturo López Ariste, directeur de recherche CNRS, Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie IRAP/OMP arturo.LopezAriste@irap.omp.eu
  • Philippe Mathias, astronome, Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie IRAP/OMP
  • Agnès Lèbre. Astronome, Laboratoire Universe Particules de Montpellier. Université de Montpellier
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