Bételgeuse, la deuxième étoile la plus brillante du monde familier constellation d’Orion, est une étrange étoile géante. Des observations récentes ont révélé qu’elle tourne beaucoup plus vite – et contient beaucoup plus d’éléments lourds mélangés – que ne le devraient les étoiles géantes typiques. Récemment, une équipe d’astronomes a développé une simulation informatique sophistiquée pour explorer une idée radicale : Bételgeuse est le résultat de la fusion de deux étoiles plus petites.
Tous étoiles suivez des pistes évolutives bien comprises. Ils fusionnent l’hydrogène dans leur noyau pendant la grande majorité de leur vie, laissant derrière eux une accumulation d’hélium à mesure qu’ils vieillissent. La modification du rapport hydrogène/hélium dans le noyau affecte le reste des propriétés d’une étoile, comme sa taille, sa luminosité et sa température. Par exemple, lorsque des étoiles plus massives comme Bételgeuse approchent de la fin de leur vie, elles développent tellement d’hélium dans leur noyau que la fusion de l’hydrogène se déplace dans une coquille entourant ce noyau, gonflant le reste de l’étoile en une supergéante rouge.
Grâce à ces connaissances, les astronomes peuvent généralement déterminer où se trouve une étoile sur sa trajectoire évolutive. Mais Bételgeuse a des propriétés étranges : elle contient beaucoup plus d’azote dans son atmosphère extérieure, ce qui indique que son intérieur a été récemment mélangé, et elle tourne beaucoup plus vite que les autres supergéantes rouges, ce qui indique que quelque chose est arrivé à l’étoile pour la faire tourner. .
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En rassemblant ces pièces, les astronomes ont récemment effectué une analyse systématique et minutieuse de la possibilité intrigante que Bételgeuse n’ait pas commencé comme une seule étoile, mais soit plutôt le produit d’une « fusion silencieuse ». Ils ont rapporté leurs résultats dans un papier préimprimé soumis à The Astrophysical Journal.
La configuration de l’équipe était un système binaire, extrêmement courant parmi les étoiles de masse élevée dans le monde. galaxie. Dans leur simulation, l’étoile principale mesurait 16 masses solaires et était déjà en bonne voie de devenir une supergéante rouge. L’étoile compagne était beaucoup moins massive, autour de quatre masses solaires, et fusionnait toujours joyeusement de l’hydrogène dans son noyau.
À mesure que l’étoile supergéante vieillissait, son atmosphère s’étendait jusqu’à l’orbite de son compagnon, a révélé la simulation. La star compagne la gravité canalisé ce matériau sur lui-même, augmentant ainsi sa propre masse. Finalement, les compagnons ont commencé à nager à travers tellement de matière que cela a provoqué des frictions, ralentissant ainsi le compagnon et l’attirant vers l’intérieur. Ce qui s’est passé ensuite dépend de divers facteurs, notamment de la vitesse du compagnon, des masses relatives des étoiles et de l’extension de l’atmosphère de l’étoile principale.
Parfois, les étoiles en fusion s’éclairaient brièvement, entraînant une perte de masse significative et donc une étoile beaucoup plus petite et fortement perturbée, a montré la simulation. Mais dans le cas de Bételgeuse, la fusion s’est déroulée beaucoup plus discrètement. Le compagnon a plongé dans l’atmosphère de l’étoile primaire, spirale vers l’intérieur et finalement fusionné avec le noyau d’hélium. Ce processus a libéré une énorme quantité d’énergie, éjectant une partie de la matière de l’étoile dans espace en jets sortants, à peu près équivalents à 60 % de la la masse du soleil.
L’afflux de nouveau matériau provenant de l’étoile compagnon a perturbé le noyau d’hélium, ramenant brièvement l’étoile nouvellement fusionnée à une étape de fusion du noyau d’hydrogène, a montré la simulation. Cela n’a cependant pas duré longtemps et la nouveau-née Bételgeuse est rapidement redevenue une supergéante rouge.
Cependant, Bételgeuse a conservé un souvenir de la collision. Dans le modèle des astronomes, la fusion a mélangé le contenu de l’étoile, envoyant des éléments plus lourds, comme l’azote, dans les couches supérieures de l’atmosphère, où une partie reste visible aujourd’hui. Et la fusion a ajouté une quantité importante d’énergie de rotation à Bételgeuse. Même si l’étoile a vraisemblablement ralenti quelque peu depuis cette violente fusion théorique, elle tourne toujours beaucoup plus vite qu’elle ne devrait l’être.
Malheureusement, les preuves directes de ce scénario ne seront pas facilement apparentes avant 50 000 à 100 000 ans, lorsque Bételgeuse explosera en tant que supernova. Lorsque cela se produira, la matière provenant de ses profondeurs intérieures s’élancera vers l’extérieur, permettant aux futurs astronomes (s’ils existent à ce moment-là !) d’étudier plus en détail la composition chimique de l’étoile géante. La proportion des éléments leur dira si Bételgeuse a toujours été une étoile solitaire aux propriétés étranges ou si elle est le résultat d’une fusion il y a longtemps.
