Le mystérieux objet géant qui éclipse régulièrement l'étoile Epsilon de la constellation du Cocher, à 2000 années-lumière de notre système solaire, a été identifié par l'équipe de Brian Kloppenborg, de l'université de Denver (États-Unis).

La question interloquait les astronomes depuis 1821 : l'objet est si grand qu'il diminue de 50 % la luminosité d'Epsilon tous les 27 ans et pendant 18 mois ! Profitant de l'éclipse en cours, l'équipe a utilisé les six télescopes californiens de l'interféromètre Chara Array. Leurs faisceaux ont été recombinés pour obtenir les premières images de l'éclipse : elles montrent un disque fin de poussière étendu sur près de 1,5 milliard de kilomètres, soit le diamètre de l'orbite de Jupiter. Il se présente par la tranche et abrite une étoile, petite et massive. Epsilon du Cocher est donc un système binaire inédit, dont l'une des étoiles, avec son disque de poussière, pourrait être le reflet de notre système solaire lors de la formation des planètes, il y a 4,5 milliards d'années.

Tous les 27 ans, l'étoile Epsilon du Cocher s'éclipse derrière un astre secondaire, dont la nature échappe à toutes les théories depuis presque deux siècles. Pour lever ce mystère, les chercheurs comptent beaucoup sur la nouvelle éclipse qui vient de débuter.
L'astre qui cache régulièrement l'étoile Epsilon du Cocher ressemble peut-être à cela : un minuscule Soleil encerclé par un gigantesque disque de poussière sillonné par des planètes.

Depuis la mi-août, blottie à côté de l'éblouissante Capella, une étoile visible l'oil nu voit son éclat se ternir lentement. Cette étoile, c'est Epsilon du Cocher - aussi nommée Almaaz, ou Epsilon Aurigae. Distante de 2000 années-lumière, la supergéante rouge sur la point d'exploser en supernova est progressivement éclipsée. Mais par quoi ? Les astronomes n'arrivent pas à le comprendre vraiment. Le peu qu'ils savent c'est que, tous les 27 ans, un corps céleste vient masquer partiellement l'étoile, pour une durée de deux ans.
Avec cette nouvelle éclipse qui a débuté au mois d'août, et qui va réduire de moitié d'Almaaz, les astrophysiciens espérent en apprendre un peu plus. Et peut-étre même résoudre un mystère apparu en 1821. Cette année-là, l'astronome amateur allemand Johann Fritsch remarque des variations de luminosité sur Almaaz. Un curieux comportement confirmé en 1842 par Eduard Heis et Friedrich Wilhelm Argelander, de l'observatoire de Bonn. En 1904, Hans Ludendorff en donne une première interprétation. Dans la revue Astronomische Nachrichten, l'astrophysicien allemand affirme que l'astre est une binaire à éclipse, un système dans lequel deux étoiles passent périodiquement l'une devant l'autre. "Hypothése fascinante car il s'agirait alors de deux étoiles énormes. Et c'est d'autant plus rare que les temps de période et d'éclipse d'Epsilon Aurigae sont inhabituellement longs pour une binaire", s'exclame Edouard Oblak, astronome retraité à l'observatoire de Besançon, qui a étudié l'affaire.
Et pour cause : on estime aujourd'hui qu'Epsilon du Cocher serait composée d'une étoile primaire supergéante, de 15 fois la masse du Soleil et de 150 fois son rayon. Autrement dit, son diamètre équivaudrait à l'orbite de Vénus. Ses baisses de luminosité épisodiques seraient dues à des éclipses, se produisant tous les 27,12 ans et d'une durée de 670 jours. Seule certitude : le corps qui les provoque est gigantesque. Hélas, "si nous connaissons bien l'étoile primaire du systéme, nous savons peu de chose en ce qui concerne l'étoile secondaire", souligne Mathias Schultheis, de l'observatoire de Besançon. En un siècle, les modèles tentant d'expliquer ce phénomène se sont succédé sans jamais pouvoir apporter de réponses définitives. L'une des premières hypothèses suggérait qu'Almaaz tournait autour d'une étoile secondaire peu dense, mais immense : plus de 2500 fois la taille du Soleil ! Avec 3,5 milliards de kilométres de diamétre, cela aurait été le plus grand corps céleste jamais découvert. Mais Georges Alecian, théoricien à l'observatoire de Paris-Meudon, est formel : "La seconde étoile ne peut pas être une supergéante. Sinon, elle devrait présenter un trop grand nombre de propriétés encore jamais observées chez les astres de même nature".
Le modèle actuellement en vigueur date de 1965 et provient des travaux de l'astronome américain Su-Shu Huang. Selon lui, la composante secondaire de la binaire serait entourée d'un vaste disque de matière. Un schéma que Robert Wilson affine en 1971 en proposant que ce disque soit percé en son centre. Cet ajout permet d'expliquer le faible regain de luminosité observé à la moitié de l'éclipse. "Même si l'on admet que l'objet secondaire a de grandes chances d'être un disque froid, d'opacité variable, cela ne résout pas encore tous les mystéres", affirme Michael Friedjung, de l'Institut d'astrophysique de Paris (IAP). Une autre question se pose alors : quel genre d'astre réside au centre de ce disque ? Pour le préciser, Epsilon du Cocher a été observée en 2005 dans l'ultraviolet, au moyen du satellite Fuse. "Les données recueillies n'indiquent aucun phénomène de haute énergie, comme une étoile à neutrons ou un trou noir. Il est donc plus probable qu'il s'agisse d'un objet classique", analyse Michael Friedjung.
Le système d'Epsilon, composé d'une primaire supergéante et d'une secondaire inconnue, entourée d'un disque de poussière. Si son étoile primaire avait été à la place du Soleil, son système s'étendrait au-delà de l'orbite de Neptune (à g. ->). Nichée dans la constellation du Cocher, aux côté de la resplendissante Capella, Almaaz (flèche à d. ->) est l'une des étoiles doubles les plus étranges.
Les astronomes ont alors essayé de scruter l'étoile. À l'aide d'autres méthodes d'observation, telles que la spectroscopie ou la photométrie. En vain. "Nous ne pouvons pas utiliser la spectroscopie efficacement car les deux composantes de la binaire sont trop proches", assure Mathias Schultheis. En outre. "plus l'étoile est chaude, moins la spectroscopie est utilisable. Almaaz est une étoile de type F, donc de température suffisamment élevée pour amoindrir le rendement de l'observation par spectroscopie", précise Edouard Oblak. Quant à la photométrie, "elle permet de dresser la courbe de lumière associée à une étoile. Mais, dans le cas d'Epsilon Aurigae, cette courbe intrigue davantage qu'elle ne nous apporte de réponse", note l'astronome.
Ces résultats laborieux n'ont jamais découragé les scientifiques. D'autant que leurs moyens d'investigation ont évolué depuis la précédente éclipse, de 1982 à 1984. "Nous pourrons effectuer des observations en infrarouge sur le disque de matière afin d'obtenir des informations sur sa composition, et même regarder au milieu de ce disque à la recherche du corps céleste", s'enthousiasme Mathias Schulteis. "Si disque il y a, souligne Edouard Oblak, prudent. N'oublions pas qu'il s'agit d'une hypothèse". Les données recueillies au cours de l'éclipse 2009-2011 seront donc importantes. Car elles permettront peut-être aux scientifiques non seulement de résoudre une vieille énigme, mais également de mieux comprendre la structure des supergéantes, ainsi que leur formation.
Pour l'occasion, une petite campagne de médiatisation incite les astronomes amateurs à observer l'évènement et à recueillir la plus de données possible. "L'étoile a un éclat si fort que n'importe quel équipement, ou même l'observation à l'oil nu, peut apporter des informations cruciales. Absolument tout le monde peut y participer", souligne le site internet Citizen Sky, un des acteurs participant à la campagne. "Même si l'éclipse dure sur plus d'un an, les observations doivent être failes dès le début du phénomène parce que le transit est l'une des phases clés de cette éclipse".