Que se passera-t-il quand Bételgeuse explosera ?

Toute étoile s’épuisera un jour à cause du combustible contenu dans son cœur, mettant fin à sa course en tant que source naturelle de fusion nucléaire dans l’Univers. Alors que les étoiles comme notre Soleil fusionnent l’hydrogène en hélium, puis – en se gonflant jusqu’à devenir une géante rouge – l’hélium en carbone, il existe d’autres étoiles plus massives qui peuvent atteindre des températures suffisamment élevées pour poursuivre la fusion du carbone en éléments encore plus lourds. Dans ces conditions intenses, l’étoile se transforme en supergéante rouge, destinée à devenir une supernova après environ 100 000 ans. Et la supergéante rouge la plus brillante dans notre ciel nocturne ? Il s’agit de Bételgeuse, qui — comme Jillian Scudder l’a expliqué de manière fantastique en 2015 — pourrait devenir supernova à tout moment.

Honnêtement, à sa distance de 640 années-lumière de nous, elle aurait pu partir en supernova à tout moment à partir du 14e siècle, et nous ne le saurions toujours pas. Bételgeuse est l’une des dix étoiles les plus brillantes du ciel en lumière visible, mais seulement 13% de sa production d’énergie est détectable par les yeux humains. Si nous pouvions voir l’ensemble du spectre électromagnétique – y compris dans l’infrarouge – Bételgeuse éclipserait, de notre point de vue, toutes les autres étoiles de l’Univers, à l’exception de notre Soleil.

C’est la première étoile jamais résolue comme plus qu’une source ponctuelle. D’une taille 900 fois supérieure à celle de notre Soleil, elle engloutirait Mercure, Vénus, la Terre, Mars et même la ceinture d’astéroïdes si elle devait remplacer notre étoile mère. C’est une étoile pulsante, donc son diamètre change avec le temps.

En outre, elle perd constamment de la masse, alors que les réactions de fusion intenses commencent à expulser les couches les plus externes et les plus ténues. Les observations radio directes peuvent effectivement détecter cette matière expulsée et ont permis de constater qu’elle s’étend au-delà de l’équivalent de l’orbite de Neptune.

Mais lorsque nous étudions le ciel nocturne, nous étudions le passé. Nous savons que Bételgeuse, avec une masse incertaine comprise entre environ 12 et 20 fois celle de notre Soleil, n’était pas destinée à vivre très longtemps : peut-être une dizaine de millions d’années seulement. Plus une étoile est massive, plus elle brûle rapidement son combustible, et Bételgeuse brûle très, très fort : à environ 100 000 fois la luminosité de notre Soleil. Elle est actuellement dans les derniers stades de sa vie — en tant que supergéante rouge — ce qui signifie que lorsque le noyau le plus interne commencera à fusionner le silicium et le soufre en fer, nickel et cobalt, l’étoile elle-même n’aura plus que quelques minutes à vivre.

À ces derniers instants, le noyau sera incroyablement chaud, mais le fer, le nickel et le cobalt seront incapables de fusionner en quelque chose de plus lourd. Il est énergétiquement défavorable de le faire, et donc aucun nouveau rayonnement ne sera produit dans les régions les plus internes. Pourtant, la gravitation est toujours en jeu, essayant de tirer le noyau de l’étoile sur lui-même. Sans fusion nucléaire pour le soutenir, le noyau n’a pas d’autre choix et commence à imploser. La contraction le fait chauffer, devenir plus dense, et atteindre des pressions jamais vues auparavant. Et une fois qu’une jonction critique est passée, cela se produit : les noyaux atomiques du cœur de l’étoile entament d’un seul coup une réaction de fusion emballement.

C’est ce qui crée une supernova de type II : l’effondrement du cœur d’une étoile ultra-massive. Après un bref flash initial, Bételgeuse s’éclairera énormément pendant plusieurs semaines, atteignant une luminosité maximale qui, intrinsèquement, sera des milliards de fois plus brillante que celle du Soleil. Elle restera à sa luminosité maximale pendant des mois, car le cobalt radioactif et les gaz en expansion provoquent une émission lumineuse continue.

Des supernovae se sont produites dans notre Voie lactée par le passé : en 1604, 1572, 1054 et 1006, entre autres, et un certain nombre d’entre elles étaient si brillantes qu’elles étaient visibles en plein jour. Mais aucune d’entre elles n’était aussi proche que Bételgeuse.

À seulement 600 et quelques années-lumière de distance, Bételgeuse sera bien plus proche que toutes les supernovas jamais enregistrées par l’humanité. Heureusement, elle est encore suffisamment éloignée pour ne présenter aucun danger pour nous. Le champ magnétique de notre planète déviera facilement toute particule énergétique qui viendrait à notre rencontre, et elle est suffisamment éloignée pour que le rayonnement de haute énergie qui nous atteindra soit de si faible densité qu’il aura moins d’impact sur vous que la banane que vous avez mangée au petit-déjeuner. Mais oh, elle apparaîtra un jour brillante.

Non seulement Bételgeuse sera visible pendant la journée, mais elle rivalisera avec la Lune pour le deuxième objet le plus brillant du ciel. Selon certains modèles, Bételgeuse sera aussi brillante qu’un croissant de lune épais, tandis que d’autres la verront rivaliser avec la pleine lune. On peut imaginer qu’elle sera l’objet le plus brillant du ciel nocturne pendant plus d’un an, jusqu’à ce qu’elle finisse par s’éteindre pour devenir plus faible.

Malheureusement, nous n’avons pas de réponse à la question clé du  » quand  » ; des milliers d’autres étoiles de la Voie lactée pourraient se transformer en supernova avant Bételgeuse. Tant que nous n’aurons pas mis au point un télescope à neutrinos ultra-puissant pour mesurer le spectre d’énergie des neutrinos générés par une étoile comme Bételgeuse (et donc les éléments qui fusionnent à l’intérieur), à des centaines d’années-lumière de nous, nous ne saurons pas si elle est proche de la supernova. Elle pourrait avoir déjà explosé, la lumière du cataclysme étant déjà en route vers nous… ou bien elle pourrait rester inchangée par rapport à ce qu’elle apparaît aujourd’hui pendant encore cent mille ans.