En hommage à Orion

La constellation d'Orion (II)

Aux latitudes moyennes dans l'hémisphère nord, il est pratiquement impossible d'ignorer la constellation d'Orion tant elle s'impose par son éclat et ses formes régulières parmi les constellations d'hiver. Entre la mi-décembre vers 23h et la mi-janvier vers 22h Orion culmine au-dessus de l'horizon sud à mi-chemin entre le zénith et l'horizon, soulignant sa présence par une forme caractéristique : un grand rectangle d'environ 20° à cheval sur l'équateur céleste, encadré par l'étoile géante rouge Bételgeuse au NE et l'étoile géante bleue Rigel au SO, souligné en son milieu par les trois étoiles bleues de la Ceinture d'Orion d'où descend le Baudrier abritant la célèbre nébuleuse d'Orion, M42. 

La Voie Lactée n'est pas bien loin. Elle s'étend à l'Est de Sirius et d'Orion, remonte au pieds des Gémeaux et poursuit son chemin constellé d'étoiles à travers les constellations du Cocher et de Cassiopée pour finalement bifurquer en deux grands bras à hauteur du Cygne.

Carte d'Orion.

Si la constellation d'Orion n'est pas la plus riche du ciel en raison de sa localisation quelque peu à l'écart de la Voie lactée, elle contient toutefois quelques unes parmi les plus belles étoiles du ciel : Bételgeuse, Rigel, Zeta et le Trapèze d'Orion. Les unes brillent par leurs dimensions hors du commun, les autres par la vigueur de leur éclat ou leur association en systèmes multiples.

Orion est également entourée de plusieurs étoiles brillantes situées à moins de 65 années-lumière du système solaire :

Etoile

Désignation

Magn. visuelle

Spectre

Distance (a.l.)

Sirius a CMa -1.46 A0 8.6
Capella a Aur 0.05 G0 46
Procyon a CMi 0.38 F5 11
Aldébaran a Tau 0.86 K5 64
Pollux b Gem 1.16 K0 33

Castor

a Gem

1.58

A0

47

Orion est également à l'origine de deux pluies d'étoiles filantes. L'essaim des Orionides culmine aux alentour du 22 octobre. Il est associé à la comète de Halley. Le radiant d'où semble surgir les météores est proche de la constellation des Gémeaux, par 6h24m d'A.D. et +15° de déclinaison. Le ZHR ou taux horaire au zénith est d'environ 25 météores par heure. Début décembre apparaît le nouvel essaim de Chi Orionides par 5h40 d'A.D. et -2° de déclinaison.

Avant de poursuivre rappelons brièvement quelques caractéristiques des étoiles qui nous seront utiles au cours de la lecture  :

Les classes de luminosité MK

(selon W.W.Morgan et P.C.Keenan)

Paramètres des étoiles doubles

IaO, Ia+ =

Ia =

Iab =

Ib =

II =

III =

IV =

V =

Hyper-supergéante

Supergéante lumineuse

Supergéante modérément lumineuse

Supergéante peu lumineuse

Géante brillante

Géante normale

Sous-géante

Séquence principale

Le Soleil est une étoile normale de type spectral G2 V, Bételgeuse une supergéante de type M2 Iab et Rigel une supergéante de classe B8 Ia.

Pour vous permettre de localiser facilement les objets de la constellation d'Orion, voici toutes les étoiles et tous les objets du ciel profond que nous allons découvrir dans les pages suivantes. La liste est triée en allant du nord au sud de la constellation. Je vous propose de suivre le fil des pages pour les découvrir ou de cliquer sur les hyperliens pour accéder directement aux descriptions. Dans ce cas si vous désirez revenir en arrière utilisez la flèche gauche du navigateur. Des hyperliens placés au sein des descriptions vous permettent de naviguer dans le texte.

Les étoiles de première grandeur

Bételgeusea Orionis, 58 Orionis, 5h35m6s, +9°56'

Rigel,b Orionis, 19 Orionis, 5h14m30s, -8°12'

Bellatrix, g Orionis, 24 Orionis, 5h35m06s, +9°56'

Saiph, k Orionis, 53 Orionis, 5h35m06s, +9°56'

Meissa, l Orionis, 39 Orionis, 5h35m06s, +9°56'

La Ceinture d'Orion

Mintaka, d Orionis, 34 Orionis, 5h32m0s, -0°18'

Alnilam, e Orionis, 46 Orionis, 5h35m0s, -1°13'

Alnitak, z Orionis, 50 Orionis, 5h40m48s, -1°57'

s Orionis, 48 Orionis, 5h38m42s, -2°36'

h Orionis, 28 Orionis, 5h24m30s, -2°24'

NGC 2024, 5h40m42s, +2°27'

IC 434, nébuleuse d'émission, 5h41m0s, -2°24'

B33, nébuleuse obscure, 5h40m54s, -2°28'

NGC 2023, nébuleuse de réflexion, 5h41m36s, -2°16'

IC 435, nébuleuse de réflexion, 5h43m0s, -2°19'

Le Baudrier d'Orion

NGC 1981, amas ouvert, 5h35m12s, -4°26'

S750, étoile double, 5h35m30s, -4°22'

NGC 1973-75-77, nébuleuses diffuses, 5h35m06s, -4°44'

M43 (NGC 1982), nébuleuse diffuse, 5h35m36s, -5°16'

q Orionis, étoiles multiples, 5h35m18s, -5°23'

M42, nébuleuse diffuse, 5h35m24s, -5°27'

NGC 1980, amas ouvert nébuleux, 5h35m24s, -5°54'

i Orionis, 44 Orionis, système triple, 5h35m24s, -5°55'

Dans la constellation d'Orion

S747, étoile double, 5h35m00s, -6°00

S754, étoile double, 5h36m24s, -6°04'

NGC 1999, nébuleuse de réflexion, 5h36m30s, -6°42'

IC 430, nébuleuse de réflexion, 5h38m30s, -7°05'

M78, nébuleuse de réflexion, 5h46m42s, +0°03'

NGC 2064, nébuleuse de réflexion, 5h46m18s, 0°00'

NGC 2067, nébuleuse de réflexion, 5h46m30s, +0°06'

NGC 2071, nébuleuse de réflexion, 5h47m12s, -0°18'

NGC 2112, amas ouvert, 5h53m54s, +0°24'

LDN 1622, nébuleuse obscure, 5h54m26s, +2°00'

vdB 62, nébuleuse de réflexion, 5h53m30s, +1°42'

IC 423, nébuleuse de réflexion, 5h33m24s, -0°37'

IC 424, nébuleuse de réflexion, 5h33m36s, -0°25'

IC 426, nébuleuse de réflexion, 5h36m48s, -1°15'

La Boucle de Barnard, RSN, 5h50m, -3°00'

NGC 2174, nébuleuse d'émission, 6h09m42s, +20°30'

NGC 2175, amas ouvert, 6h09m48s, +20°19'

B35, nébuleuse obscure, 5h45m30s, +9°03'

NGC 2022, nébuleuse planétaire, 5h45m30s, +9°03'

NGC 2039, amas ouvert, 5h44m06s, +8°38'

NGC 2063, amas ouvert, 5h46m48s, +8°48'

 

Aspect visuel et distribution spatiale des principales étoiles d'Orion. De haut en bas, a Ori est située à 427 a.l., g Ori à 243 a.l., d Ori à ~900 a.l., e Ori à 1300 a.l., z Ori à 820 a.l, b Ori à ~800 a.l. et k Ori à 720 a.l.

Les principales étoiles

Bételgeuse

a Orionis, 58 Orionis est située au-dessus du bras droit d'Orion (au-dessus à gauche) et brille d'un terne éclat rougeâtre entre les magnitudes 0.45 et 1.30 pour une magnitude absolue de -5.14. Une différence d'une magnitude correspondant à une différence d'éclat de 2.5 fois, elle brille donc pratiquement deux fois plus à son maximum qu'à son minimum d'éclat. Bételgeuse est une étoile variable semi-régulière de classe spectrale M2 Iab. C'est une étoile supergéante rouge dont la luminosité vaut environ 50000 fois celle du Soleil pour une masse estimée à environ 20 M¤. Bételgeuse est la 12eme plus brillante étoile du ciel. Elle se situe à environ 427 a.l. Du fait qu'il y a encore une importante incertitude sur sa distance (parallaxe de 7.63 ±1.64 mas soit entre 108 à 167 pc) et différentes interprétations quant à son stade évolutif exact, les valeurs indiquées de masse, de luminosité et de distance peuvent varier de 40%.

Parvenue à la phase supergéante, Bételgeuse arrive au terme de sa vie et perd rapidement sa masse. On estime qu'en moins de 250000 ans elle perd l'équivalent d'une masse solaire ! Ce phénomène s'explique par la pression qui règne dans son noyau. La chaleur engendrée par l'effondrement gravifique incessant crée une pression telle que les couches les plus reculées de son atmosphère s'étendent follement et se dissipent dans l'espace en formant un nuage de gaz et de plasma qui s'étend sur une distance 100 supérieure au diamètre de l'étoile.

Bételgeuse est tellement volumineuse que l'orbite terrestre tiendrait aisément dans son atmosphère. En effet, des mesures directes de son diamètre indiquent que Bételgeuse mesure au moins 650 R¤, variant entre 450 millions et 1 milliard de km. D'autres mesures indiquent que sa chromosphère s'étendrait jusqu'à 1.5 milliards de km.

A partir du calcul de son indice de couleur (IC=1.86) et de sa magnitude absolue (Mabs = -5.14) on estime que son diamètre maximum s'étendrait jusqu'au-delà de l'orbite de Saturne, ce qui représente 1.57 milliards de km soit 1130 R¤ !

En raison de sa taille gigantesque sa température effective est très faible, environ 3500 K, contre 5770 K pour le Soleil, et présente une densité moyenne inférieure à 10-4 fois la densité de l'atmosphère à la surface de la Terre ! 

Sa distance relativement proche et son diamètre apparent ont fait de Bételgeuse l'une des premières étoiles que les astronomes ont tenté de photographier en haute résolution. Des photographies réalisées au Kitt peak puis avec le Télescope Spatial Hubble ont permis de découvrir à sa surface de larges zones sombres, signes d'une différence de gradient, probablement similaires aux taches solaires mais beaucoup plus vastes.

A lire : Calcul de la parallaxe spectroscopique

Calcul de l'indice de couleur, magnitude et distance de Bételgeuse

Rigel

b Orionis, alias 19 Orionis ou encore S668, brille à une magnitude comprise entre 0.12 et 0.18. Elle présente un spectre de classe spectrale B8 Ia et une température effective d'environ 12000 K. C'est donc une étoile géante bleue très lumineuse. Elle est légèrement variable, d'une masse estimée à 17 M¤, d'un diamètre de 65 R¤ qui de surcroît constitue un système triple.

Rigel est un système triple dont le compagnon B forme lui-même un système binaire. Les étoiles du couple Rigel B-C sont séparées l'une de l'autre de 29 U.A. et gravitent à 2000 U.A. de Rigel. Document T.Lombry.

Rigel ressemble assez fort à Sirius (a CMa) ou Véga (a Lyr) mais elle est nettement plus éloignée que ses consoeurs, entre 773-900 a.l. contre 8.6 années-lumière pour Sirius et 25.4 a.l. pour Véga.

Comparée à Bételgeuse la luminosité de Rigel est étonnante; paradoxalement b Orionis est plus brillante que a Orionis !

Rigel compte parmi les 7 plus brillantes étoiles du ciel. C'est une étoile intrinsèquement très lumineuse brillant entre 35 et 60000 fois plus que le Soleil, soit entre 500 et 1000 fois plus que Sirius ou Véga !

Reportée dans un diagramme Hertzsprung-Russel, Rigel est l'une des rares étoiles à se placer tout en haut à gauche du diagramme, non loin de d Orionis et des étoiles de type P Cygni. 

Dans sa phase actuelle Rigel irradie près de 100 fois plus d'énergie que Bételgeuse ! Sa magnitude absolue est de -7.1, autrement dit, dans l'absolu Rigel brille aussi fort qu'une supernova ! A 10 parsecs son éclat est équivalent à celle du croissant de la Lune.

Rigel B est une petite étoile délicate de classe spectrale B5 et de 2.5 M¤ qui orbite autour de Rigel à 2000 U.A soit 23 jours-lumière. Séparée de Rigel de 9.5" dans une position angulaire (P.A) de 202° (SSO) elle est visible dans un petit télescope à la magnitude 10.4. Ce couple qui scintille comme un diamant est un très beau sujet d'observation pour les télescopes de petite ouverture. Rigel B forme elle-même un système binaire avec Rigel C, une étoile double spectroscopique de classe spectrale B9 V et de 1.9 M¤ qui est invisible dans les instruments amateurs. Elle orbite autour de Rigel B à une distance équivalente à celle qui nous sépare de Pluton (29 U.A.).

Bellatrix

g Orionis, 24 Orionis occupe le coin supérieur droit de la constellation d'Orion. Son nom signifie "femme guerrière" d'où son surnom d'étoile Amazone. La légende rapporte que toutes les femmes nées sous le signe de Bellatrix seront fortunées et auront le don du verbe. Bellatrix brille à la magnitude 1.64 et est légèrement variable. Elle se situe à 243 a.l. Elle présente une parallaxe annuelle de 0.0134", deux à trois fois plus forte que les autres étoiles environnantes, exception faite de c1 Ori qui présente une parallaxe de 0.1154".

Saiph

k Orionis, 53 Orionis ferme le rectangle d'Orion à gauche de Rigel. C'est une étoile de magnitude 2.07 située à 720 a.l C'est l'une des rares étoiles Wolf-Rayet. Elle appartient à la classe O où prédomine l'hélium ionisé en émission.

Ces magnifiques photographies nous permettent de découvrir toute l'étendue des nébulosités qui enveloppent la constellation d'Orion.

De gauche à droite nous devons ces images à Alex Mellinger, réflex Minolta muni d'un téléobjectif de 135mm f/4, pose de 2x45 min sur film Kodak PJ-400. M.Ebersole, Observatoire de Starhill, téléobjectif de 160 mm. M.Niko, 2x60 min sur film Kodak PJ-400 hypersensibilisé. Cliquer sur les images pour les agrandir.

Meissa

l Orionis, 39 Orionis est l'étoile brillante marquant le sommet en pointe d'Orion et formant un triangle avec les étoiles j1 et j2 de magnitude 4 situées un peu plus au sud. Lambda Orionis est un système multiple constitué de 4 étoiles. Le couple AB de couleur blanche et de classe spectrale O8 III, B0V est de magnitude 3.5 et 5.6. Il forme un couple serré séparé de 4.4" dans une P.A. de 43°. Un troisième compagnon bleuâtre est situé à 28" et un quatrième également bleuté est situé à 78". l Orionis et les étoiles qui l'entourent forment l'amas ouvert Cr69. Des photographies à longue pose révèlent l'existence dans un rayon de plus de 4° autour de l Orionis d'une immense bulle de gaz de couleur rouge, probablement le résidu d'une supernova qui explosa voici plusieurs dizaines de milliers d'années. Nous en reparlerons à propos de la Boucle de Barnard.

Cr69, amas ouvert, 5h35m06s, +9°56'

L'ensemble des étoiles circonscrites dans le cercle formé par l, j1, j2 forme l'amas ouvert Collinder 69, alias Cr69. Il attire l'attention par la présence de 3 étoiles de 6 et 7e magnitude alignées dans le sens N-S entre l et j1 Orionis. C'est un excellent sujet pour des jumelles 10x50. Cet amas qui n'est pas pointé dans tous les catalogues est entouré par la nébuleuse d'émission Sharpless 2-264. Il faut un filtre O-III et un télescope d'au moins 200 mm d'ouverture à faible grossissement pour distinguer son enveloppe autour des étoiles.

Prochain chapitre

Les étoiles variables et les étoiles multiples

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