Première observation de taches à la surface d’une étoile

Située à 300 années-lumière dans la constellation de la Carène, Canopus est la deuxième étoile la plus brillance du ciel avec une magnitude apparente visuelle de -0,72. Les sondes spatiales américaines l'utilisent régulièrement comme repère d'orientation, car son important écart angulaire du Soleil et son éclat empêchent toute confusion avec un autre objet céleste. Cette supergéantesupergéante jaune de classe spectrale A1 recueille aussi l'attention de beaucoup d'astronomesastronomes car elle se situe à une étape-charnière de son évolution.

Une existence pleine de rebondissements

Canopus, ou alpha de la Carène, représente approximativement 10 massesmasses solaires. Durant la première partie de sa vie, elle a fini d'absorber la totalité de son hydrogènehydrogène et la fusionfusion de l'héliumhélium a ensuite pris le relais. L'enveloppe résiduelle d'hydrogène s'est ainsi étendue, chassée au loin sous l'effet de la pression de radiationpression de radiation de l'étoile, et s'est ainsi refroidie alors que l'étoile passait par la phase de supergéante rougesupergéante rouge. Sous l'effet de la pression induite par les forces de gravitationforces de gravitation, la température du cœur de Canopus s'est mise à augmenter considérablement pour atteindre aujourd'hui 7.000°C, tandis qu'elle passait au stade de supergéante jaune.

Elle en est là aujourd'hui, et devrait se transformer en supergéante rouge ou en supergéante bleue, c'est ce que les astronomes appellent la phase de blue loop car l'étoile vire du rouge au jaune puis au bleu et retourne ensuite vers le rouge.

Mais cette phase est encore très mal connue des scientifiques, rendant nécessaire la recherche de mesures beaucoup plus précises, notamment du diamètre et de la température de Canopus, afin d'en mieux cerner le processus. Pour cela, une équipe internationale sous la conduite de Armando Domiciano de Souza, astronome au Laboratoire Fizeau (CNRS, Université de Nice Sophia-Antipolis, Observatoire de la Côte d'Azur-INSU) a mis à contribution l'instrument Amber du VLTIVLTI de l'ESOESO.

Plusieurs enregistrements en bandes spectrales H et K en combinant les flux de trois télescopestélescopes auxiliaires de 2 mètres ont été obtenus par l'instrument Amaber durant trois nuits entre le 6 et le 8 avril 2007. Obtenues Les données ont été ensuite soumises à un logiciellogiciel destiné à éliminer certaines interférencesinterférences, électromagnétiques entre autres, et à corréler les mesures avec celles d'une étoile étalon (HD 79917).

Une précision inégalée

Les conclusions sont étonnantes. Canopus a été évaluée avec une précision inégalée : sa masse vaut 6,93 masses solaires (+/- 0,15) et son diamètre 71,4 diamètres solaires. Mais les observations ont aussi permis aux scientifiques de découvrir que la surface de l'étoile comporte des taches dont le diamètre peut atteindre 20 fois celui du Soleil ! Selon Bernd Freitag (Centre astronomique de Lyon) et Hans-Guenter Ludwig (université de Lund, Suède), 10% de la surface de Canopus est composé de granules de matièrematière ascendante chaude, et 20% de granules de matière descendante plus froide, tout le reste demeurant à l'état de repos.

Les simulations informatiquessimulations informatiques avaient bien prévu l'existence de telles taches à la surface des étoiles, mais 3 à 4 fois plus petites. Cette découverte impliquera de nouvelles modélisationsmodélisations de la photosphèrephotosphère des supergéantes, rendues possibles grâce aux données interférométriques obtenues au VLTI fournissant des détails jusqu'alors inaccessibles.

Les conclusions de cette étude sont en cours de publication dans Astronomy et Astrophysics.