How big is VY Canis Majoris?

VY Canis Majoris est une supergéante rouge dans la constellation du Grand Chien, à environ 3 800 années-lumière de la Terre. Une année-lumière est la distance que parcourt la lumière en un an, environ 9,46 billions de kilomètres. L'étoile mesure environ 2 milliards de kilomètres de diamètre, soit environ 1 400 fois la largeur du Soleil. Ce chiffre correspond à la largeur de sa surface visible, avec une incertitude d'environ un dixième dans un sens comme dans l'autre.

Taille

Une étoile n'a pas de surface solide : sa largeur est donc mesurée à la profondeur où son gaz incandescent cesse d'être transparent. En 2012, une équipe d'astronomes a mesuré la largeur apparente de VY Canis Majoris depuis la Terre à l'aide de l'interféromètre du Very Large Telescope, qui combine la lumière de plusieurs télescopes. Elle s'étend sur 11,3 millièmes de seconde d'arc, une seconde d'arc valant 1/3 600 de degré. C'est la largeur apparente d'un cheveu humain, épais d'environ 0,1 millimètre, vu à environ 1,8 kilomètre de distance.

L'étoile est enveloppée de couches de vapeur d'eau et de monoxyde de carbone. Aux longueurs d'onde que ces gaz absorbent, elle paraît d'environ 20 % à 50 % plus large ; l'équipe l'a donc mesurée à une longueur d'onde qui évite ces absorptions. Sa distance venait d'être mesurée avec précision grâce à l'infime déplacement de sa position tandis que la Terre tourne autour du Soleil. En combinant l'angle et la distance, on obtient un rayon de 1 420 fois celui du Soleil, à 120 près, ce qui donne une étoile de 1,8 à 2,1 milliards de kilomètres de diamètre.

Des estimations antérieures, faites lorsque la distance était moins certaine, allaient de 600 à 3 000 fois le rayon du Soleil. Une étude de 2021 donne un rayon d'environ 7 unités astronomiques, une unité astronomique étant la distance moyenne de la Terre au Soleil, environ 150 millions de kilomètres. Cela donne aussi une étoile d'environ 2,1 milliards de kilomètres de diamètre. Une étude de 2024 sur les supergéantes rouges de la Voie lactée la décrit comme l'une des plus larges.

Comparaisons de taille

VY Canis Majoris est environ 1 400 fois plus large que le Soleil, qui mesure environ 1,39 million de kilomètres de diamètre.
Si elle prenait la place du Soleil, sa surface s'étendrait jusqu'à environ 6,6 unités astronomiques, au-delà de l'orbite de Jupiter et à peu près aux deux tiers du chemin vers l'orbite de Saturne.
Elle est environ une fois et demie plus large que la supergéante rouge Mu Cephei, et presque deux fois plus large que Bételgeuse.
En volume, elle pourrait contenir près de 3 milliards de Soleils.
Si le Soleil était réduit à la taille d'un ballon de basket, VY Canis Majoris serait une boule d'environ 340 mètres de diamètre, la longueur de trois terrains de football américain.

Une étoile qui perd ses couches externes

Les astronomes désignent aussi VY Canis Majoris comme une hypergéante rouge, l'un des rares types d'étoiles qui rejettent de la matière lors de sursauts importants et irréguliers. Elle se trouve au sein d'un nuage de poussière issu de cette matière. À l'aide du télescope spatial Hubble, une équipe dirigée par Roberta Humphreys a mesuré les mouvements de petits nœuds de gaz proches de l'étoile. Ces nœuds ont été éjectés à plusieurs reprises, il y a environ 70, 120, 200 et 250 ans.

Plusieurs de ces dates coïncident avec de longues périodes où l'étoile est devenue beaucoup plus faible, d'après des relevés de sa luminosité remontant à 1800. Chaque baisse profonde a généralement duré environ trois ans. Bételgeuse s'est affaiblie de façon similaire en 2019 et 2020, pendant environ 150 jours, tandis que du gaz s'échappait de sa surface. L'équipe en a conclu que de tels sursauts pourraient être l'un des principaux moyens par lesquels les supergéantes rouges perdent de la masse.

La suite

L'équipe de 2012 a estimé que VY Canis Majoris avait commencé sa vie avec 25 à 32 fois la masse du Soleil. Elle a constaté que l'étoile est proche de la température la plus basse qu'une étoile aussi lumineuse puisse atteindre, et s'attend à ce qu'elle se réchauffe par la suite. Elle la compte parmi les étoiles de la Voie lactée les plus susceptibles de terminer leur vie en supernova, l'explosion qui met fin à la vie d'une étoile massive.