L'étoile bleue : peut-on la voir à l'œil nu ?

À l'œil nu, dans la constellation d'Orion, il est possible d'apercevoir Rigel, une supergéante bleue qui n'a rien de romantique.

Rigel (β Orionis) est la supergéante bleue la plus brillante du ciel nocturne, sa luminosité réelle est environ 66 000 fois celle du Soleil et sa masse est de l'ordre de 20 masses solaires. Dans la constellation d'Orion se trouvent également les supergéantes bleues Alnilam (ε Orionis), Alnitak (ζ Orionis) et Saiph (κ Orionis).

Cette étoile la plus brillante de la constellation d'Orion est la sixième étoile la plus brillante du ciel. Elle se trouve à environ 900 années-lumière, mais elle semble presque aussi brillante que Sirius, qui se trouve à seulement 8,3 années-lumière. La température de Rigel est d'environ 11 000 Kelvin et elle émet environ 40 000 fois l'énergie du Soleil.

Les étoiles sont de différentes couleurs, certaines sont blanches, d'autres jaunes ou rouges, bleues, et il existe même des naines brunes. Les étoiles bleues sont constituées du même matériau que toutes les autres étoiles de l'Univers : 75 % d'hydrogène et 24 % d'hélium, avec de petites quantités d'autres éléments. Les différentes couleurs n'ont rien à voir avec leur composition, mais plutôt avec leur taille et leur température de surface.

Les supergéantes bleues, comme Rigel, sont de grandes étoiles dans lesquelles les processus de fusion nucléaire se produisent à un rythme tel que l'hydrogène est consommé en énormes quantités, ce qui en fait les étoiles les plus actives connues. Ce sont également des étoiles extrêmement chaudes, ce qui explique la couleur bleue ou bleu-blanc de leur surface.

Mais pourquoi les étoiles sont-elles bleues ?

La couleur d'une étoile apparaît en fonction de la température qu'elle atteint. Selon le spectre électromagnétique, la lumière ultraviolette est beaucoup plus intense que la lumière infrarouge. Ainsi, la couleur bleutée implique un rayonnement plus intense, plus énergétique et correspond donc à des températures plus élevées.

Les étoiles les plus froides ont une surface rouge, tandis que les étoiles les plus chaudes sont bleues. La température dépend de la masse de l'étoile. Les étoiles bleues ont au moins 3 fois la masse du Soleil, voire plus. Une étoile ayant 10 fois la masse du Soleil, soit 150 masses solaires, sera bleue.

Un exemple encore plus extrême d'étoile bleue est la supergéante bleue Eta Carinae, située à environ 8 000 années-lumière, soit 10 fois plus loin que Rigel.

La température de la surface d'Eta Carinae est de 40 000 Kelvin et elle brille avec une grande partie de son rayonnement dans le spectre ultraviolet. Comme cette longueur d'onde est invisible pour nos yeux, nous la percevons comme bleue. Au total, Eta Carinae émet 1 000 000 fois l'énergie du Soleil.

La couleur des étoiles d'une galaxie varie également en fonction de leur type. Les supergéantes bleues ont tendance à éclipser les rouges, si bien qu'il existe aussi des galaxies bleues.

La courte vie d'une étoile bleue

La durée de vie moyenne de ces étoiles est très courte par rapport à d'autres étoiles plus petites, car elles consomment tout leur combustible en très peu de temps et leur existence se termine sous la forme de supernovae, laissant derrière elles une étoile à neutrons ou un trou noir. Les étoiles bleues brûlent leur carburant à un rythme effréné.

Avec une masse 150 fois supérieure à celle du Soleil, Eta Carinae n'existe que depuis quelques millions d'années et devrait exploser en supernova dans les 100 000 prochaines années. Le Soleil, en comparaison, existe depuis 4,5 milliards d'années et devrait vivre encore 7 milliards d'années.