Pour tenter d'expliquer la naissance de Bételgeuse, des scientifiques ont proposé un nouveau scénario : l'objet serait né de la fusion de deux étoiles. Leur hypothèse tient compte de deux caractéristiques particulières de Bételgeuse.

L’étoile Bételgeuse pourrait être née d’une rencontre entre deux étoiles. Les variations de luminosité de cette grosse étoile, que certains s’attendaient à voir exploser en supernova dans le ciel, ne sont pas les seules caractéristiques intrigantes de l’astre. La manière dont Bételgeuse s’est formée reste encore mystérieuse. Des scientifiques tentent d’élucider ce mystère dans une étude déposée sur la plateforme arXiv le 8 mai 2020 (le document n’a donc pas été validé par un comité de relecture), repérée par Universe Today.

« Le meilleur scénario pour expliquer à la fois la rotation rapide de Bételgeuse et sa grande vitesse spatiale observée est celui dans lequel un [système] binaire a été dynamiquement éjecté de son amas parent il y a quelques millions d’années puis a fusionné par la suite », écrivent les auteurs de l’étude. Cette fusion entre deux étoiles d’un même système se serait produite « au cours des dernières centaines de milliers d’années ».

La position de Bételgeuse dans le ciel. // Source : Pexels (photo recadrée et annotée)

Bételgeuse est une « étoile fugitive » qui tourne très vite

Les scientifiques s’intéressent aux étoiles qui sont le produit d’une ancienne fusion au sein d’une étoile binaire (c’est-à-dire, d’un système composé de deux étoiles en orbite autour d’un centre de gravité commun). Pourquoi Bételgeuse retient-elle leur attention ? « L’étoile massive supergéante rouge α Orionis, communément appelée Bételgeuse, est une candidate potentiellement intéressante pour un événement de fusion binaire passé, en partie à cause de sa vitesse apparente de rotation élevée », constatent les chercheurs.

L’étoile tourne à une vitesse d’environ 5,5 km par seconde (pour le Soleil, cette vitesse est d’environ 2 km par seconde, à l’équateur). En plus de tourner rapidement, Bételgeuse est certainement aussi une « étoile fugitive » : en étudiant sa trajectoire, on s’est aperçu que le lieu de naissance de l’objet devait être différent de sa position actuelle.

Comment se serait passée cette fusion ?

Comme le soulignent les auteurs de l’étude, il y a donc deux paramètres à considérer pour réaliser un modèle qui rendrait bien compte de la formation de Bételgeuse. Pour eux, « une séquence d’événements (éjection dynamique d’un binaire suivie d’une fusion) » serait un scénario convaincant. Dans cette hypothèse, la fusion aurait eu lieu entre une étoile primaire, de 15 à 17 masses solaires, et une étoile secondaire de 1 à 4 masses solaires.

La plus grosse des deux étoiles aurait progressivement quitté ce que l’on appelle la séquence principale pour évoluer en supergéante rouge : alors que son enveloppe s’étendait, l’astre a englobé la plus petite étoile. En calculant l’évolution d’un tel système à long terme, les auteurs montrent qu’il a pu être éjecté sans perturber le processus de fusion.

Les scientifiques concluent que la portée de leur étude pourrait dépasser le cas de Bételgeuse. « Ces résultats indiquent que les fusions stellaires […] sont une caractéristique répandue dans l’Univers » et que ces événements pourraient être à l’origine d’autres étoiles géantes et supergéantes dont la rotation est très rapide.

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