pulsations des géantes rouges

Un phare qui ne clignote pas à chaque seconde, mais toutes les quelques minutes, voire quelques heures. C'est exactement le comportement des transitoires radio à longue période, des sources cosmiques découvertes très récemment.

Une géante rouge dans un amas globulaire est une étoile à la retraite. Elle a brûlé l'hydrogène de son noyau et vit désormais de la combustion dans une fine couche autour du résidu d'hélium.

Bételgeuse, la supergéante rouge que beaucoup connaissent à l'épaule d'Orion, continue de surprendre. Après le mystérieux Grand Assombrissement de 2019-2020, lorsque l'étoile a soudainement perdu de sa luminosité, elle ne s'est pas simplement rétablie : elle a changé ses habitudes.

Sans cesse, le Soleil est frappé par des décharges — la reconnexion magnétique dans le plasma libère de l'énergie, faisant briller la couronne. Après chaque décharge, des ondes magnétohydrodynamiques continuent de parcourir les boucles de plasma — comme le son d'une cloche qui s'éteint.

Nuit à La Palma. Le télescope William Herschel de 4,2 mètres est pointé sur Vénus. Au foyer, le polarimètre expérimental ExPo, conçu pour capturer la lumière fantôme des exoplanètes.

Pendant plus d'un siècle, les astronomes se sont cassé la tête sur le comportement capricieux des étoiles de type RR Lyrae : leur éclat montait et descendait périodiquement avec une amplitude imprévisible, comme un phare au mécanisme détraqué. L'effet Blazhko, découvert en 1907, a taquiné les scientifiques pendant des décennies.

Un pendule oscille tout seul, mais parfois il se met soudainement à balancer si fort qu'il manque de se décrocher. C'est à peu près ce qui arrive à la naine blanche GD 1212 — une étoile de la taille de la Terre, mais avec une masse presque égale à celle du Soleil.

Si l'on frappe une cloche, elle émet un son à une hauteur donnée. Si l'on y ajoute un second battant, et qu'ils sonnent sans se toucher, le son devient plus complexe. C'est à peu près ainsi que fonctionne l'étoile à neutrons de cette nouvelle étude.

Une étoile pesant cent mille soleils vit de manière brillante mais brève. Sa fin est une contraction rapide en trou noir. Mais juste avant la fin, elle parvient à s'envelopper d'un cocon gazeux dense.

Huit géantes rouges — de vieilles étoiles gonflées, semblables à ce que deviendra notre Soleil — jouent faux. Leur surface oscille régulièrement, comme une cloche, mais dans cette sonnerie on entend des ratés : certains tons disparaissent, le rythme se brise.

Certaines géantes rouges — d'immenses étoiles âgées — changent de luminosité très lentement : un cycle peut durer plus d'un an. Les astronomes n'ont pas compris pourquoi pendant longtemps. Une idée : un compagnon invisible tourne à proximité et masque périodiquement une partie de la lumière.

Une géante rouge est une étoile qui a gonflé, refroidi en surface et est devenue des centaines de fois plus grande que le Soleil. À l'intérieur, elle n'est pas calme : les couches de gaz oscillent comme une cloche géante, ce qui fait légèrement varier sa luminosité.

Le ciel nocturne semble immobile, mais de nombreuses étoiles tremblent comme une peau de tambour après un coup. Le satellite TESS a observé les mêmes régions du ciel pendant sept années consécutives et a capté ce frémissement chez 19 151 géantes rouges — de vieilles étoiles gonflées.

Le modèle cosmologique standard décrit la naissance de l'Univers comme une explosion issue d'une singularité, un point de densité et de courbure de l'espace-temps infinies.

Le phare reste silencieux presque tout le temps, mais parfois il émet un éclair si puissant qu'on le voit à des centaines de milliers de kilomètres. C'est exactement le comportement du magnétar XTE J1810-197 — une étoile hyperdense dotée d'un champ magnétique monstrueux.

En 2019, les détecteurs d'ondes gravitationnelles ont capté un signal provenant de la fusion d'objets lointains. L'un d'eux était un trou noir de 23 masses solaires. Le second ne pesait que 2,5 masses solaires — et c'est étrange.

Un minuteur de cuisine tique une fois par seconde. L'étoile à neutrons SRGA J144459.2-604207, elle, tique 448 fois par seconde : c'est sa propre rotation, et elle se fait entendre dans les sursauts de rayons X. En 2024, l'étoile s'est réveillée et a commencé à émettre des explosions thermonucléaires à sa surface, comme une casserole d'eau bouillante qui déborde.

Bien avant l'apparition des étoiles, l'Univers était rempli d'hydrogène froid. Ce gaz sait « chanter » – émettre des ondes radio d'une longueur de 21 centimètres.

Une étoile comme le Soleil bourdonne comme une cloche : à l'intérieur, des ondes sonores font vibrer imperceptiblement la surface. Grâce à ces vibrations, les astronomes, comme des médecins qui prennent le pouls, jugent de la température, de la densité et de l'âge de l'étoile.

La géante rouge de la constellation du Cygne s'est tellement dilatée que ses couches externes se déversent sur sa petite mais lourde voisine, une naine blanche. Le gaz tourbillonne autour de la naine comme l'eau autour d'un siphon de baignoire, puis s'y abat.

L'étoile à neutrons 1E 161348-5055, dans le rémanent de supernova RCW 103, pulse avec une période de 6,67 heures. C'est très lent pour un objet aussi compact, et les astronomes ont longtemps peiné à comprendre ce qui se passe.

Pendant douze ans, les astronomes du radiotélescope LPA à Pouchkino ont écouté la même région du ciel — la direction de la galaxie 3C 33. Pendant ce temps, ils n'ont capté que six brefs signaux radio, chacun durant de une à quatre minutes.

Un pulsar, c'est une étoile morte qui tourne à toute allure et envoie des impulsions radio comme un phare. En général, ces impulsions suivent un horaire strict, mais parfois, parmi elles, se glissent de véritables monstres : des impulsions géantes, des milliers de fois plus brillantes que la normale.

La lumière du quasar PS J2305+3714 voyage vers nous depuis plus de onze milliards d'années. En chemin, elle passe près d'une galaxie massive qui, par sa gravité, courbe sa trajectoire, comme une boule lourde creuse un drap tendu.