Betelgeuse is a red supergiant located in the constellation of Orion. This star is quite different from our Sun : 600 times larger in dimension, it radiates approximately 100 000 times more energy. But following the Sun, this type of object also reveals a surface with bright and dark spots, i.e. hotter and colder spots. These structures would be mainly due to the phenomenon of convection, i.e. the transport of heat by the matter currents. This phenomenon is observed every day in the boiling water. On the surface of the Sun, these spots are rather well-known and visible. However, it is not at all the case for other stars and in particular the supergiants. The size, the physical characteristics and the life time of these dynamical structures remain unknown.

Figure 1 : La surface de l’étoile Bételgeuse en proche infra-rouge à 1.64 micron de longueur d’onde, obtenue avec l’interféromètre IOTA (Arizona). L’image a été re-construite grâce à deux algorithmes différents, qui donnent les mêmes détails, de 9 mas (milli-arcseconde). Le diamètre de l’étoile est d’environ 40 mas.

Other images of less quality, of Betelgeuse surface had already been obtained in the past. They were primarily models of the surface constrained from the interferometric data. Now, the researchers have a true image whose richness exceeds what is possible to imagine from a model. For the first time, one can say that two spots are present and determine the size of the largest. Perhaps this difference in dimension correspond to different physical phenomena.

The analysis of the brightness of the spots shows a variation of 500 degrees compared to the average temperature of the star (3 600 Kelvins). The largest of the two structures has a dimension equivalent to the quarter of the star diametre (or one and a half the distance Earth-Sun). This marks a clear difference with the Sun where the cells of convection are much finer and reach hardly 1/20th of the solar radius (a few Earth radius). These characteristics are compatible with the idea of luminous spots produced by the convection. These results constitute a first strong and direct indication of the presence of convection on the surface of a star other than the Sun.

Reference

X. Haubois, G. Perrin, S. Lacour, T. Verhoelst, S. Meimon, L. Mugnier, E. Thiebaut, J.P. Berger, S.T. Ridgway, J.D. Monnier, R. Millan-Gabet, W. Traub : Imaging the spotty surface of Betelgeuse in the H band, 2009, A&A, 508, 923

Contact

Xavier Haubois (Observatoire de Paris, LESIA, et CNRS)

Guy Perrin (Observatoire de Paris, LESIA, et CNRS)

Dernière modification le 4 mars 2013

Bételgeuse est une étoile supergéante rouge située dans la constellation d’Orion. Cet astre est bien différent de notre Soleil : 600 fois plus gros en dimension, il rayonne environ 100 000 fois plus d’énergie. Mais à l’instar du Soleil, ce type d’objet semble aussi présenter une surface peuplée de taches brillantes ou sombres, plus ou moins chaudes ou froides. Ces structures seraient principalement dues au phénomène de convection, c’est-à-dire au transport de la chaleur par les courants de matière en mouvement. Ce bouillonnement s’observe tous les jours dans les casseroles d’eau chauffée en ébullition. À la surface du Soleil, la plus proche des étoiles, ces taches sont assez bien connues et visibles. Cependant, ce n’est pas du tout le cas pour les autres étoiles et notamment les supergéantes. La taille, les caractéristiques physiques et le temps de vie de ces structures dynamiques restent autant d’inconnues.

Figure 1 : La surface de l’étoile Bételgeuse en proche infra-rouge à 1.64 micron de longueur d’onde, obtenue avec l’interféromètre IOTA (Arizona). L’image a été re-construite grâce à deux algorithmes différents, qui donnent les mêmes détails, de 9 mas (milli-arcseconde). Le diamètre de l’étoile est d’environ 40 mas.

D’autres images de moindre qualité, de la surface de Bételgeuse avaient déjà été obtenues dans le passé. Il s’agissait essentiellement de modèles de surface de l’astre contraints à partir des données interférométriques. A présent, les chercheurs disposent d’une véritable image dont la richesse dépasse celle qu’il est possible d’imaginer à partir d’un modèle. Pour la première fois, on peut dire que deux taches sont présentes et déterminer la taille de la plus grande. Cette différence de dimension constatée laisse peut-être présager de phénomènes physiques différents.

L’analyse de la brillance des taches montre un écart de 500 degrés par rapport à la température moyenne de l’étoile (3 600 kelvins). La plus grande des deux structures présente une dimension équivalente au quart de celle de l’étoile (soit une fois et demie la distance Terre-Soleil). Ceci marque une nette différence avec le Soleil où les cellules de convection sont beaucoup plus fines et atteignent à peine 1/20e du rayon solaire (quelques fois le rayon de la Terre). Ces caractéristiques sont compatibles avec l’idée de taches lumineuses produites par la convection. Ces résultats constituent une première indication forte et directe de la présence de phénomènes de convection à la surface d’une étoile autre que le Soleil.

Référence

X. Haubois, G. Perrin, S. Lacour, T. Verhoelst, S. Meimon, L. Mugnier, E. Thiebaut, J.P. Berger, S.T. Ridgway, J.D. Monnier, R. Millan-Gabet, W. Traub : Imaging the spotty surface of Betelgeuse in the H band, 2009, A&A, 508, 923

Contact

Xavier Haubois (Observatoire de Paris, LESIA, et CNRS)

Guy Perrin (Observatoire de Paris, LESIA, et CNRS)

Dernière modification le 22 février 2013