Bételgeuse n'est pas une sphère tranquille. Entre 2021 et 2026, le Very Large Array (VLA) et l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ont photographié son atmosphère à sept longueurs d'onde radio. Résultat : l'étoile s'étire par moments en forme d'œuf, puis redevient presque ronde. Ce rythme colle à l'orbite d'un compagnon, Siwarha, et au cycle de luminosité d'environ 5,9 ans de la supergéante. Pour l'équipe qui publie ces travaux dans The Astronomical Journal, c'est l'indice le plus solide à ce jour que Bételgeuse est bien une étoile double.

Une étoile qui s'étire au rythme d'un compagnon invisible

Une ellipse, c'est un cercle étiré. Les astronomes mesurent cet étirement avec un nombre simple, l'ellipticité : la différence entre le grand diamètre et le petit, divisée par le grand diamètre. Zéro pour un cercle parfait. Autour de 0,1 pour une forme dont le grand axe dépasse le petit de 10 %.

À 22 GHz, l'atmosphère de Bételgeuse affiche 2,9 % d'ellipticité en septembre 2023, 10,4 % en octobre 2024 et 1,6 % en avril 2026. Ces trois mesures ne tombent pas au hasard. En 2023, le compagnon venait de passer devant l'étoile. En octobre 2024, il se trouvait à sa plus grande séparation apparente. En avril 2026, il passait derrière elle. Plus il s'écarte, plus l'atmosphère s'allonge. Quand il s'aligne, elle redevient presque ronde.

Cinq cartes radio de Bételgeuse obtenues par le VLA entre 2023 et 2026, avec les contours de l'émission et l'ellipse rouge ajustée à la forme de l'atmosphère.
Cinq cartes radio de Bételgeuse réalisées par le VLA entre 2023 et 2026, à 22 GHz en haut et à 44 GHz en bas. L'ellipse rouge matérialise la forme ajustée aux données. Crédit : Matthews et al. (2026), The Astronomical Journal (CC BY 4.0).

L'image est frappante. En 2024, l'ellipse s'étire franchement, avec un grand axe de 120,7 milliarcsecondes contre 108,1 sur le petit. En 2023 et en 2026, elle redevient presque circulaire. Le phénomène se retrouve aussi à 44 GHz, où l'ellipticité passe de 3,4 % en 2023 à 10,4 % en 2024.

Deux cartes radio de Bételgeuse à 44 GHz : à gauche en 2023, presque ronde, à droite en 2024, nettement allongée, avec les positions attendues du compagnon.
Bételgeuse à 44 GHz en 2023 (à gauche) et en 2024 (à droite). En 2024, l'atmosphère est nettement plus allongée. Les étoiles rouges marquent la position attendue de Siwarha. Crédit : Matthews et al. (2026), The Astronomical Journal (CC BY 4.0).

L'analogie qui marche le mieux est celle d'un hors-bord sur un lac. Le bateau file, l'eau se soulève derrière lui et forme un sillage. Ici, le « bateau » est une étoile qui traverse l'atmosphère d'une géante. « Ce compagnon orbite si près de l'étoile qu'il traverse son atmosphère étendue », explique Lynn Matthews, astronome au MIT Haystack Observatory et première autrice de l'étude.

Le mécanisme précis reste ouvert. La gravité du compagnon peut déformer l'enveloppe de gaz. Son passage peut aussi créer un sillage chaud, une zone où le gaz est comprimé et ionisé. Les chercheurs ont cherché une tache brillante à l'endroit attendu du compagnon sur les images de 2023 et 2024. Ils n'en ont pas trouvé. La déformation, elle, est bien là.

Comment on pèse la forme d'une étoile

Bételgeuse est immense et proche, deux atouts rares. Dans le visible, son diamètre apparent atteint une quarantaine de milliarcsecondes, un angle minuscule à l'échelle du ciel. Pour fixer les idées, un milliarcseconde correspond à la taille d'une pièce d'un euro vue à 4 800 kilomètres. Aucun télescope classique ne distingue un disque aussi petit. Il faut ruser.

La ruse s'appelle l'interférométrie. Au lieu d'un seul miroir géant, on combine les signaux de dizaines d'antennes réparties sur des kilomètres. Le VLA, au Nouveau-Mexique, et ALMA, dans le désert d'Atacama au Chili, fonctionnent ainsi. Leurs antennes jouent le rôle des pièces d'un puzzle : chaque paire mesure une fréquence spatiale différente, et l'ordinateur recompose l'image. Plus les antennes sont écartées, plus le détail est fin.

Les chercheurs ajustent ensuite un modèle simple à ces données : un disque uniforme légèrement elliptique. Ils en tirent le diamètre, l'orientation et l'aplatissement. La méthode ne dépend pas d'une hypothèse sur la physique de l'atmosphère, ce qui la rend robuste. C'est ce modèle qui donne les 10,4 % d'octobre 2024.

Les sept fréquences, de 22 à 485 GHz, ajoutent une troisième dimension. En radio, plus la longueur d'onde est longue, plus l'émission provient haut dans l'atmosphère. À 485 GHz, on voit la couche située à 1,2 rayon stellaire. À 22 GHz, on sonde jusqu'à 2,7 rayons. L'équipe a donc pu reconstruire une coupe verticale de l'enveloppe.

Cette coupe confirme un creux de température déjà soupçonné. À 2,7 rayons stellaires, le gaz est à environ 3 500 kelvins, soit 3 230 °C. À 1,2 rayon, il tombe à 2 220 kelvins, environ 1 950 °C. Cette couche froide coïncide avec la « MOLsphere », un cocon de molécules que l'infrarouge avait déjà repéré. La présence de gaz plus froid que la surface, mélangé à du gaz chromosphérique plus chaud, complique les modèles de vent stellaire.

Siwarha, l'étoile qui passe dans l'atmosphère

Le compagnon s'appelle Siwarha, « son bracelet » en arabe, en écho au nom de Bételgeuse, « la main du géant ». Les mesures le placent à environ 2,3 rayons stellaires, soit 50 milliarcsecondes. Il boucle son orbite en un peu moins de six ans, une période estimée à 2 100 jours. À cette distance, il baigne dans l'atmosphère de la géante, là où le vent stellaire se forme.

Son existence a mis du temps à s'imposer. Entre 2024 et 2025, deux études indépendantes proposent un compagnon pour expliquer le cycle de luminosité de 2 100 jours. En 2025, une équipe annonce une détection préliminaire par interférométrie des taches. En 2026, le Very Large Telescope et son instrument SPHERE-ZIMPOL obtiennent une détection directe à 6 sigma, à la position prédite. La même année, des spectres ultraviolets de Hubble montrent des variations de vitesse et de densité qui suivent la phase orbitale, comme le ferait un sillage.

Sa nature exacte reste débattue. Les modèles lui donnent environ deux rayons solaires et une température de surface proche de 12 000 kelvins, soit environ 11 700 °C, ce qui en ferait une étoile de type B, plus chaude que le Soleil. D'autres scénarios existent. Ce flou n'empêche pas de tester son influence sur l'atmosphère.

Un indice fort, pas encore une preuve définitive

La prudence reste de mise. La corrélation entre ellipticité et phase orbitale repose sur quelques époques seulement, avec des phases bien réparties mais peu nombreuses. L'orientation de l'ellipse varie aussi selon la fréquence, de 31 à 47 degrés dans les bandes ALMA les plus hautes, autour de 140 degrés dans les bandes 3 et 4. Les chercheurs l'expliquent par un sillage en trois dimensions, dont chaque fréquence éclaire une couche différente. D'autres époques seront nécessaires pour trancher.

Reste que l'accord entre trois signatures indépendantes est difficile à ignorer : la forme qui suit la phase, la détection directe du compagnon, et le sillage détecté en ultraviolet. La détection de 2026 avait déjà convaincu la plupart des astronomes de l'existence de Siwarha. Ce que la nouvelle étude apporte, c'est le lien physique entre le compagnon et l'atmosphère. Elle montre que l'étoile n'est pas seulement accompagnée, elle est activement perturbée.

Ce que cela change pour Bételgeuse

Bételgeuse approche de la fin de sa vie. Elle a déjà consommé l'essentiel de son carburant et perd de la matière par son vent. Comprendre où ce vent se lance, et ce qui le déforme, revient à comprendre comment une supergéante rouge se vide avant d'exploser. Si un compagnon proche brasse l'atmosphère en permanence, la perte de masse n'est pas un écoulement régulier. Elle dépend de la position du compagnon sur son orbite. Voilà pourquoi ce résultat dépasse le cas de Bételgeuse.

L'étude ne dit rien, en revanche, du calendrier de sa supernova. Le compagnon ne touche pas au cœur de l'étoile, là où se prépare l'effondrement final. Il sculpte l'enveloppe, pas le destin.

Infographie comparant l'ellipticité de l'atmosphère de Bételgeuse à 22 GHz en 2023, 2024 et 2026, avec un maximum de 10,4 % en 2024.
Ellipticité de l'atmosphère de Bételgeuse à 22 GHz selon la position du compagnon sur son orbite. En 2024, à l'élongation maximale, l'ellipse atteint 10,4 %, contre 1,6 % en 2026, près de l'éclipse. Infographie TRACKER-1, d'après Matthews et al. (2026).

La suite passe par plus d'époques et de fréquences. Le futur Next Generation Very Large Array, en développement aux États-Unis, promet des images plus nettes et des campagnes plus régulières. En attendant, Bételgeuse reste un laboratoire accessible. Elle brille dans Orion, à l'épaule du chasseur, et ses variations se suivent à l'œil nu ou presque. Notre carte du ciel aide à la repérer, et notre guide d'observation donne les repères pour suivre son éclat au fil des mois.

Pour aller plus loin