Les étoiles n'évoluent généralement pas assez vite pour que les humains remarquent qu'elles changent au cours d'une vie. Même une centaine de vies ne suffiront pas - les processus astronomiques sont tout simplement trop lents. Mais pas toujours. Certaines phases de l'évolution stellaire se produisent rapidement et, lorsqu'elles se produisent, elles peuvent être suivies. Un nouvel article publié sur ArXiv la semaine dernière utilise des observations astronomiques trouvées dans d'anciens textes romains, des journaux astronomiques médiévaux et des manuscrits de la dynastie chinoise des Han pour retracer l'évolution récente de plusieurs étoiles brillantes, dont la supergéante rouge Antares et Bételgeuse :l'une des plus dynamiques. étoiles dans notre ciel. Avec des observations provenant de l'ensemble des archives historiques, l'article suggère que Bételgeuse a peut-être récemment traversé l'écart de Hertzsprung, la phase de transition entre une étoile de la séquence principale et sa classification actuelle en tant que supergéante rouge.

Si vous deviez étudier toutes les étoiles du ciel nocturne pour leur couleur et leur luminosité, vous verriez que la plupart des étoiles s'inscrivent dans un schéma distinct connu sous le nom de séquence principale (la phase de combustion de l'hydrogène de la vie d'une étoile), avec un plus petit nombre d'étoiles appartenant à une deuxième catégorie de géantes (étoiles mourantes ayant épuisé tout l'hydrogène de leur cœur). Étudier les étoiles de cette façon et les tracer sur un graphique s'appelle un diagramme de Hertzsprung-Russell, et c'est un outil utile pour comprendre l'évolution stellaire. L'une des principales caractéristiques du diagramme est un écart distinct entre la séquence principale et les étoiles géantes, connu sous le nom d'écart de Hertzsprung. Cet écart ne signifie pas vraiment que les étoiles n'existent pas dans cet écart, mais plutôt que les étoiles n'y restent pas très longtemps. C'est une phase de transition, qui peut être franchie en quelques milliers d'années, ce qui signifie qu'il est rare d'attraper une étoile au milieu de la phase, d'où l'écart dans le diagramme.

Avec de la chance, cette phase de transition de courte durée pourrait théoriquement être observée dans les archives historiques écrites de l'humanité, pour n'importe quel nombre d'étoiles.

Les principaux candidats à une telle étude sont des étoiles supergéantes rouges brillantes et proches visibles à l'œil nu, ce qui signifie qu'elles auraient pu être observées et étudiées avant les lentilles télescopiques modernes. Quelques exemples idéaux incluent Antares, une supergéante rouge variable dans la constellation du Scorpion, et Bételgeuse (l'épaule droite d'Orion), une étoile d'environ 10 millions d'années qui ne brûle plus d'hydrogène dans son noyau. Approchant de la fin de sa vie, Bételgeuse devrait exploser en une supernova spectaculaire au cours des 100 000 prochaines années (astronomiquement parlant, ce n'est pas très long).

La plupart de nos connaissances sur ces étoiles proviennent d'observations modernes. Cependant, les techniques modernes de télédétection ne sont pas parfaites, et il est précieux de disposer de plusieurs méthodologies redondantes pour calculer les phases de l'évolution stellaire. Les archives historiques peuvent donc aider à corroborer ou à contraindre les prédictions de l'astrophysique moderne.

La preuve historique :Bételgeuse en transition et une Antarès immuable

Un marqueur clé de la transition à travers l'écart de Hertzsprung est un changement de couleur vers l'extrémité rougeâtre du spectre. Ainsi, les descriptions historiques de Bételgeuse ou d'Antarès indiquant autre chose que le rouge feraient allusion à une transition récente.

Vous pourriez être enclin à rejeter les textes historiques comme potentiellement trompeurs ou inexacts - de plus, une vague description d'une étoile comme "rougeâtre" n'est pas très utile scientifiquement selon les normes d'aujourd'hui. Mais la vraie valeur des documents historiques apparaît lorsque les auteurs anciens font des comparaisons entre des objets astronomiques distincts :Bételgeuse à Saturne, ou Antarès à Mars, par exemple. Ces types de déclarations nous donnent un ensemble de données beaucoup plus mesurable, bien que toujours approximatif, avec lequel travailler, car nous pouvons faire les mêmes comparaisons dans le ciel d'aujourd'hui avec un équipement moderne.

C'est exactement le genre de données que les auteurs de l'article, dirigés par Ralph Neuhäuser (AIU Jena), ont pu trouver. En fouillant dans une variété de documents historiques, ils ont découvert plusieurs premières descriptions de supergéantes brillantes comme Bételgeuse et Antarès. L'une des principales sources de Bételgeuse était "De Astronomica", un texte romain attribué à Gaius Julius Hyginus (64 BC-AD 17), le gardien de la bibliothèque palatine sous le règne d'Auguste César. "De Astronomica" déclare, dans une traduction littérale, que "l'étoile du soleil… le corps est grand [c'est-à-dire brillant], et de couleur/coloration ardente/brûlante; semblable à cette étoile qui se trouve dans l'épaule droite d'Orion [c'est-à-dire Bételgeuse]… Beaucoup ont dit que cette étoile est [l'étoile] de Saturne."

Soit dit en passant, la tradition d'appeler Saturne "l'étoile du soleil", comme le fait Hyginus, remonte aux premiers textes babyloniens et peut provenir du fait que le mouvement de Saturne dans le ciel est le plus régulier de toutes les planètes, et son la période synodique (son mouvement apparent dans le ciel) correspond étroitement à la durée de l'année solaire. Hyginus décrit la couleur de Bételgeuse comme celle de Saturne, qui n'est clairement pas rouge (Mars serait la comparaison évidente pour une étoile rouge). Cela suggère qu'il y a près de deux mille ans, Bételgeuse n'était peut-être pas encore entrée dans son stade de vie actuel en tant que supergéante rouge.

Une deuxième source romaine datant d'un siècle plus tard, l'Almagest, répertorie les étoiles rouges les plus brillantes du ciel, y compris Antarès, mais Bételgeuse est manifestement absente de la liste.

Pendant ce temps, à travers le monde, Sima Qian (145-187 av. J.-C.), un « archiviste principal » de la dynastie des Han de Chine occidentale, écrivit un traité sur les corps célestes appelé Tianguan shu. Dans ce manuscrit, Sima Qian décrit Bételgeuse comme jaune, tandis qu'Antarès était rouge. Ce récit corroborant d'une culture entièrement différente renforce les arguments en faveur d'un changement de couleur à Bételgeuse au cours des 2 000 dernières années.

Près de 1 000 ans plus tard, Ibn Qutayba (828-889 après JC), un érudit islamique du califat abbasside, a décrit Betegeuse comme rougeâtre, tout comme l'astronome Tycho Brahe (1546-1601 après JC) quelques siècles plus tard encore. La tradition orale des Hawaïens autochtones décrit également Bételgeuse comme rouge. Ces trois exemples caractérisent clairement l'étoile différemment de leurs pairs plus anciens, et plus en ligne avec les observations modernes.

Au cours de l'histoire enregistrée, si l'on en croit ces récits, Antarès semble être resté constamment rouge vif, que Bételgeuse a fait passer du jaune au rouge.

Tirer des conclusions :les défis de l'astronomie historique

Combiner l'histoire avec l'astronomie peut fournir des informations précieuses sur l'évolution récente (astronomiquement parlant) du ciel nocturne, mais ce n'est pas une science parfaite et doit être fait avec soin. L'un des défis de cette méthodologie est la difficulté de dater avec précision les textes anciens. La plupart des manuscrits anciens ne survivent pas dans l'original, mais plutôt sous forme de copies transcrites au fil des siècles dans les monastères, les bibliothèques et les scriptoriums. En tant que telles, les dates exactes peuvent être incertaines et les œuvres peuvent être attribuées aux auteurs de manière incorrecte. Il y a une chance, par exemple, que "De Astronomica" soit faussement attribué à Hyginus, et soit en fait un document du 2ème siècle, pas un 1er, car il semble emprunter une partie de sa structure à l'Almagest du 2ème siècle. La bonne nouvelle est qu'à des échelles astronomiques, un siècle ou deux, plus ou moins, n'a pas beaucoup d'importance.

Une deuxième chose qui pourrait faire trébucher les chercheurs modernes concerne les influences culturelles qui façonnent le langage des auteurs anciens. Le Tianguan Shu, par exemple, regroupe les couleurs des étoiles en cinq catégories :rouge, bleu, jaune, noir et blanc. Ces couleurs ne correspondent pas réellement aux descriptions visuelles (les étoiles "noires" n'ont pas beaucoup de sens littéralement, bien que cela puisse signifier "faible" ou "sombre"). Au lieu de cela, les cinq couleurs proviennent de la philosophie chinoise Wuxing, dans laquelle les couleurs s'alignent sur cinq éléments (Terre, Bois, Métal, Feu et Eau) qui soulignent les changements cycliques de la nature, de la politique et de la physiologie humaine. Les groupements de couleurs Wuxing ne sont pas des marqueurs fiables des teintes d'observation objectives. Néanmoins, elles représentent des catégories distinctes qui peuvent être utilisées à des fins de comparaison - les étoiles rouges sont clairement différentes des étoiles bleues, par exemple. Cela signifie que le placement de Bételgeuse dans une catégorie différente d'Antarès reflète probablement une différence réelle observée, même si la teinte exacte de chaque catégorie est inconnue.

Comparer un texte ancien à des observations modernes :que savons-nous ?

Les estimations modernes suggèrent que Bételgeuse est dans la phase supergéante rouge de son cycle de vie depuis au moins quelques milliers d'années, et aurait pu durer jusqu'à 140 000 ans (les meilleures estimations la situent à environ 40 000 ans). Les données historiques suggèrent que la vérité pourrait se situer dans la partie la plus récente de cette fourchette. Bien qu'il ne s'agisse pas d'une preuve concluante, le dossier historique ne doit pas non plus être écarté à la légère.

Après tout, les connaissances astronomiques modernes, pour paraphraser Isaac Newton, « se tiennent sur les épaules de géants » :« notre compréhension actuelle n'est possible que grâce aux connaissances acquises par les générations qui nous ont précédés. D'après les écrits et les histoires orales qu'ils ont laissés derrière eux, nos ancêtres ont peut-être encore quelque chose à nous apprendre. + Explorer plus loin

L'étude des données du satellite météorologique confirme les théories entourant l'assombrissement de Bételgeuse en 2019