Alpha Canis Majoris

Alpha Canis Majoris (α Canis Majoris/α CMa), plus connue en occident sous son nom traditionnel de Sirius ou encore Sirius A, est l'étoile principale de la constellation du Grand Chien. Vue de la Terre, Sirius est l'étoile la plus brillante du ciel (après le Soleil), dépassant largement α Carinae (Canopus) et α Bootis (Arcturus) (voir Liste des étoiles les plus brillantes). Elle fait partie de la catégorie des étoiles blanches (selon la classification du catalogue de l'astronome Pietro Angelo Secchi). Du fait de sa déclinaison, Sirius n'est jamais très élevée au-dessus de l'horizon depuis les latitudes tempérées de l'hémisphère nord. L'extinction atmosphérique atténue son éclat comparativement à Arcturus (Canopus étant elle, invisible depuis ces latitudes). Du fait de sa proximité et de son éclat, Sirius est une des étoiles les plus étudiée des astronomes et fut siège de plusieurs « premières », notamment la détection de son mouvement propre et de sa vitesse radiale.

Sirius possède une magnitude apparente de -1,46. C'est avec Canopus le seul astre possédant une magnitude apparente notablement négative, et elle n'a de fait pas été incluse dans les considérations qui ont mené à l'établissement de l'échelle des magnitudes apparentes. L'éclat important de Sirius vue depuis la Terre ne vient pas tant de la luminosité intrinsèque de l'astre, certes plus lumineux que le Soleil, que de sa relative proximité avec le Système solaire. Situé à seulement 8,6 années-lumière du Soleil, Sirius correspond au cinquième système stellaire le plus proche du Soleil, après le système triple Alpha Centauri (4,35 al), l'étoile de Barnard (5,96 al), Wolf 359 (7,78 al) et Lalande 21185 (8,29 al) (voir Liste d'étoiles proches).

Sirius est en réalité une étoile binaire (voir ci-dessous).

Du fait de sa relative proximité par rapport au Soleil, Sirius est animée d'un mouvement propre important, c'est-à-dire que sa position sur la sphère céleste varie au cours du temps plus rapidement que nombre d'autres astres. C'est Edmund Halley qui mit ce mouvement propre pour la première fois en évidence en 1717, se basant sur la comparaison de la position d'alors de Sirius par rapport à celle transcrite par les astronomes de l'Antiquité grecque, notamment Hipparque. Un siècle et demi plus tard, utilisant la spectroscopie, une discipline tout fraîchement introduite en astronomie, William Huggins parvint pour la première fois à mettre en évidence le rapprochement de Sirius vers le Soleil, c'est-à-dire sa vitesse radiale, après une première tentative infructueuse avec W. A. Miller en 1862-1863. Les limitations à l'époque portaient sur la résolution des spectrographes. Au début des années 1860, seules des vitesses radiales de plus de 300 kilomètres par seconde pouvaient être mises en évidence, limite rabaissée à quelques kilomètres par seconde quelques années plus tard. Les mesures de Huggins demeuraient entachées d'incertitude : il publia une vitesse radiale de -40 km/s, alors que la valeur mesurée aujourd'hui est de -7,6 km/s.

Sirius est une étoile binaire.

Sirius A, l'étoile visible à l'œil nu est une étoile blanche de la séquence principale, de type spectral A0 ou A1, dont la masse est de 2,1 masses solaires. Son âge estimé à environ 250 millions d'années. Sa température de surface est d'environ 9900 K et son diamètre environ 1,711 fois le diamètre solaire, diamètre mesuré directement par interférométrie et en accord avec les modèles stellaires. Sa composition chimique diffère notablement de celle du Soleil, présentant une abondance en fer trois fois supérieure à notre étoile.

Son compagnon, Sirius B, est une naine blanche (en dessous, à gauche de Sirius A sur l'image en sommet d'article), qui orbite avec une période de près de 49,9 ans, déjà déterminée au début du XX siècle par Robert Grant Aitken. Ce fut la première naine blanche à être découverte, en 1862 par Alvan Graham Clark, et elle fait partie des trois naines blanches les plus connues, avec Procyon B et 40 Eridani B, parmi lesquelles elle est la plus massive. L'orbite du système Sirius A/Sirius B est assez fortement elliptique, la distance entre les deux astres variant entre 8,1 et 31,5 unités astronomiques, pour une distante moyenne de 19,5 UA. Les précédents passages au périastre du système se sont produits en 1944, 1994, le suivant étant prévu pour 2044.

La séparation angulaire entre ces deux astres devrait être suffisamment importante pour pouvoir distinguer les deux, mais la tâche est rendue extrêmement compliquée par le contraste extrême de luminosité entre les deux astres. Sirius B, trois fois plus chaude que sa compagne, est surtout beaucoup plus petite, du fait de sa nature de naine blanche, avec un diamètre comparable à celui de la Terre. Son éclat est donc bien moindre que celui de Sirius A, avec une magnitude apparente de seulement 8,44. La présence de Sirius B, et ses caractéristiques orbitales peuvent cependant être mises en évidence par l'étude du mouvement propre de Sirius A. Celui-ci n'est pas rectiligne comme ce serait le cas pour un astre isolé, mais présente une ondulation autour d'une trajectoire rectiligne moyenne.

L'étude de l'orbite du système permet de connaitre avec précision les masse des deux astres, qui sont de 2,12 et 1,03 masses solaires respectivement pour Sirius A et Sirius B. Cette différence de masse révèle un aspect connu quoique surprenant de prime abord de l'évolution stellaire : les étoiles évoluent d'autant plus vite qu'elles sont massives. Sirius B ayant déjà atteint le stade de naine blanche, elle était au départ plus massive que sa compagne, avec une masse estimée à 6 ou 7 masses solaires. De telles étoiles sont cependant sujettes à un phénomène très important de vent stellaire, qui a dépouillé l'ancienne Sirius B d'une très grande partie de sa masse, qui en fait aujourd'hui l'astre le plus évolué mais aussi le moins massif du système.

Quelques noms traditionnels de α Canis Majoris

• En arabe, elle est nommée « الشعرى », que l'on peut prononcer approximativement « Asche-era ». Ce nom est cité dans le Coran, Sourate 53 (L'étoile — An-Najm).
• Le nom connu en occident, Sirius, vient du grec « Σείριος » via le latin Sirius, signifiant « ardent ». C'était le nom du chien que possédait le personnage de la mythologie grecque Orion éponyme de la constellation Orion, qui se situe à proximité immédiate de Sirius, qui lui-même fait partie du Grand Chien. Orion et le Grand Chien furent placés dans le ciel à la suite du décès tragique d'Orion, au sujet duquel plusieurs versions existent.
• Dans l'Égypte ancienne, elle était dénommée Sopdet (ou Sôpdit), plus tard transcrit en grec sous le nom Sothis. Une déesse éponyme existait, en raison du culte lié à cette étoile, dont la réapparition dans le ciel du matin après sa conjonction avec le Soleil (le lever héliaque) était à l'époque annonciateur de la prochaine crue du Nil, indispensable à la vie du peuple égyptien. Ce lever héliaque avait à l'époque lieu début juillet. Il s'est depuis lentement décalé de plusieurs semaines du fait du phénomène de la précession des équinoxes.
• En astronomie chinoise, l'étoile était dénommée Tianlang (ou Lang), formant à elle seule un astérisme représentant un loup céleste. Celui-ci est dans la ligne de mire d'un arc bandé, Hu, correspondant à la partie basse de la constellation occidentale du Grand Chien et la partie nord-est de la constellation de la Poupe, la flèche en elle-même correspondant aux trois étoiles η Canis Majoris, δ Canis Majoris (Wezen) et ο Canis Majoris. Ces deux astérismes s'insèrent dans un tableau plus vaste évoquant la chasse, avec, entre autres, Yeji (β Canis Majoris) représentant un faisan, Shen (le grand quadrilatère d'Orion) correspondant à un tigre, et Bi (la tête de la constellation occidentale du Taureau) un piège à lapins.

Dans la culture dogon

Les Dogons, peuple originaire du Mali, accorderaient une grande importance à ce système double. De retour d'expédition ethnologique, en 1950, Marcel Griaule rapporte que dans la tradition dogon :

• Sirius A est nommée Sigi Tolo (l'étoile du « sigi »).
• Sirius B est nommée l'Étoile du Fonio ou du Po, Po Tolo. Elle tourne autour de Sirius A et sa durée de révolution est d'environ 50 (ou 60...) ans. Elle serait la plus importante de toutes les étoiles, avant même Sirius A, puisqu'ils la considèrent comme le centre du monde stellaire. Po Tolo signifie l'Étoile du commencement. C'est l'oeuf du monde pour les Dogons. Ils la considèrent comme le réservoir, la source de toutes choses.

Il paraît stupéfiant que les Dogons, sans moyens astronomiques modernes, puissent avoir connaissance de l'existence de Sirius B, et de ses paramètres orbitaux. Parmi les hypothèses évoquées pour expliquer ce mystère, on peut citer :

• Contamination culturelle par des missionnaires dans les années 30. Les propriétés hors du commun des naines blanches, Sirius B en particulier, faisaient à cette époque couler beaucoup d'encre dans le monde occidental, y compris en dehors du monde scientifique. Noah Brosch propose que cette contamination culturelle a pu avoir lieu dès la fin du XIX siècle.
• Contamination culturelle par Marcel Griaule lui-même.
• Des observations astronomiques anciennes faites par les Dogons, par exemple des changements de couleur ou d'éclat de Sirius, et interprétation du phénomène comme la présence d'un compagnon à l'étoile Sigi Tolo.
• Robert KG Temple évoque dans son livre The Sirius Mystery l'hypothèse de visites extra-terrestres.