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Publié le 4 Septembre 2016 par cepheides

Publié dans : #astronomie

DE L'ASTRONOMIE : promenade nébuleuse

constellation du Sagittaire — nébuleuse des Tournesols du Sagittaire

Être nébuleux, c’est être flou, imprécis et, pour un objet, avoir des contours diffus comme ceux des nuages. De ce fait, jusqu’au siècle dernier, en astronomie, on appelait nébuleuse tout objet mal défini, aux limites peu visibles : des taches de lumière vagues dans le ciel nocturne. Dans les années 1920, grâce à Edwyn Hubble, on se rendit compte que notre galaxie, la Voie lactée, n’était pas tout l’Univers et qu’il existait bien d’autres galaxies en dehors d’elle : celles qui étaient plus ou moins perceptibles à l’observation terrestre faisaient alors partie des « nébuleuses » et, longtemps, on entendit évoquer dans les médias la « grande nébuleuse d’Andromède », de nos jours galaxie pleine et entière…

Les nébuleuses, aujourd’hui, sont essentiellement des conglomérats de gaz et de matière d’origines diverses : nuages de gaz et matière primordiale, rémanents de supernova, coquilles évanescentes d’étoiles en fin de vie, etc. Ces objets, à présent parfaitement identifiables grâce au télescope spatial Hubble et, sur Terre, aux télescopes géants à optique adaptative (corrigeant en temps réel les turbulences de l’air), sont tous situés dans notre galaxie et les éléments qui les composent facilement différentiables en photographie astronomique. Grâce à des retraitements en « fausses couleurs » permettant l’exploitation des clichés, ils figurent certainement parmi les plus belles images qu’on puisse rencontrer en astronomie. Je vous propose une brève promenade parmi ces superbes et spectaculaires constructions célestes.

les piliers de la création

Inaugurons notre promenade avec un des objets les plus célèbres : les « piliers de la Création ». Il s’agit d’une des plus fameuses photographies prises par le télescope Hubble le 2 avril 1995. Ces piliers sont une petite partie d’une bien plus grosse nébuleuse dite de l’Aigle, située dans l’amas ouvert M16 (un amas ouvert est un petit groupe de 100 à quelques milliers d’étoiles toutes semblables et liées entre elles par la gravitation : compte tenu de la petite taille d’un tel objet, on n’en trouve - ou plutôt on n’en voit - que dans la Voie lactée et ses galaxies satellites). En fait, partie centrale de la nébuleuse de l’Aigle, les piliers de la création sont une pouponnière d’étoiles bleues (d'où leur nom) qui naissent à partir de leurs longues volutes (trois années-lumière) d’hydrogène ionisé et de matière. La nébuleuse est située à environ 6000 années-lumière de nous.

Nébuleuse de l’œil du chat

Située à 3600 années-lumière de la Terre, la nébuleuse de l’œil du chat est une nébuleuse dite planétaire mais, en dépit du nom, survivance des temps anciens, cet objet astronomique n’a rien à voir avec une planète. Il s’agit des derniers instants d’une étoile de la taille du Soleil : après s’être dilatée en géante rouge tandis que son cœur se réduisait à une naine blanche, l’étoile n’apparaît plus que sous la forme de coquilles de gaz émises par à-coups. L’importance et la forme des différentes enveloppes de gaz suggèrent ici que l’étoile mourante a probablement un compagnon qui intervient dans le mécanisme général. Sur la photo la nébuleuse de l’œil du chat est âgée d’environ 1000 ans mais son aspect actuel doit être assez différent puisqu’elle est aujourd’hui vieille de près de 5000 ans…

Nébuleuse du Cygne S 106

Pour observer cette nébuleuse, il faut tourner son objectif dans la direction de la constellation du Cygne. Toutefois, à l’opposé de l’objet précédent, il s’agit ici d’une nébuleuse entourant une étoile en formation, un bébé étoile âgé d’à peine 100 000 ans, appelé IRS 4. Un grand disque de poussière et de gaz entoure la protoétoile et donne à la nébuleuse une forme de papillon (ou de sablier, c’est selon). La poussière à distance d’IRS 4 se comporte comme une nébuleuse par réflexion et renvoie l’image de l’étoile naissante. Curieusement, en observant attentivement cette zone, les scientifiques ont mis en évidence les fantômes de centaines d’étoiles avortées : des naines brunes que leur petite taille a empêché d’enclencher une réaction nucléaire

Nébuleuse d’Orion

La nébuleuse d’Orion est probablement la nébuleuse la plus célèbre de l’astronomie et également la plus étudiée. En effet, contrairement à, par exemple, la nébuleuse de la Carène que nous avons déjà évoquée mais qui présente l’incontestable désavantage de se trouver dans l’hémisphère sud, Orion a été observée depuis la plus haute antiquité.

La nébuleuse d’Orion est très facile à observer, même à l’œil nu pour peu que le nuit soit sans pollution lumineuse (elle se trouve un peu en dessous du « baudrier » de la constellation d’Orion, une construction théorique qui regroupe entre autres les étoiles Bételgeuse et Rigel). Située à 1350 années-lumière de nous, la nébuleuse d’Orion contient un très jeune amas ouvert avec ses bébés étoiles. Elle fait partie d’un gigantesque nuage de gaz et de poussières (nuage d’Orion) mais s’étend elle-même sur une distance de 33 années-lumière (soit quatre fois la pleine lune vue de la Terre).

Nébuleuse de la Rosette

Ce n’est pas la seule nébuleuse à évoquer l’image d’une fleur mais c’est certainement la plus célèbre. Elle se situe dans la constellation de la Licorne, à plus de 5000 années-lumière de notre système solaire. Elle est immense puisque s’étendant sur 100 années-lumière dont 50 pour son seul centre débordant d’étoiles jeunes : ce sont les vents et les rayonnements provenant de cette région centrale qui dessinent la parfaite symétrie des pétales de la fleur. Et chacun de ces pétales est également une maternité stellaire…

Nébuleuse de la Tarentule

Il s’agit là de l’endroit de formation d’étoiles le plus violent de tout notre groupe local de galaxies. Cet énorme nuage de gaz (il s’étend sur plus de 1000 années-lumière) appartient en réalité à la galaxie naine satellite de la Voie lactée appelée le Grand Nuage de Magellan. Son centre renferme un groupe extrêmement compact d’étoiles jeunes dont le rayonnement ultraviolet vient ioniser les gaz périphériques et rend ainsi la nébuleuse visible : c’est l’endroit le plus fécond en étoiles nouvelles de tout notre groupe local. Visible à l’œil nu dans de bonnes conditions d’observation, cette arachnide céleste est presque aussi large vue de la Terre que la nébuleuse d’Orion mais, appartenant à une galaxie voisine, elle est forcément immensément plus loin et donc d’une taille titanesque (si elle se trouvait à la place d’Orion, elle couvrirait la moitié du ciel). Lieu de phénomènes extrêmes, c’est ici que l’on trouve le rémanent de la dernière supernova observée durant l’ère moderne..

Nébuleuse du Crabe

Cet objet est en réalité un rémanent de supernova : l’étoile géante dont l’explosion fut observée par les astronomes chinois de la dynastie Song, de juillet 1054 à avril 1056. Située à environ 6200 années-lumière de la Terre, elle se trouve dans la constellation du Taureau. D’une taille d’environ 10 années-lumière, cette « bulle » correspond aux enveloppes externes de la défunte étoile dont l’expansion est d’à peu près 1500 km/s. Ce fut le premier objet astronomique à avoir été officiellement associé à l’explosion d’une supernova. Au centre de cette bulle tourne sur lui-même (30 t/s) un pulsar dont le rayonnement énergétique est 200 000 fois plus élevé que celui du Soleil et qui, de ce fait, « éclaire » la nébuleuse toute entière. Rappelons que pour les étoiles dont la taille est supérieure à 8 fois la taille du Soleil, la mort en supernova donne lieu à des résidus centraux appelés étoiles à neutrons dont certaines tournent sur elles-mêmes à toute vitesse et rayonnent comme « des phares dans l’espace » : on les appelle alors des pulsars.

Les dentelles du cygne

Il s’agit d’un autre rémanent de supernova mais à un stade plus avancé que celui de la nébuleuse du Crabe que nous venons de voir car, inéluctablement, comme pour ces Dentelles du Cygne, la nébuleuse du Crabe, elle-aussi, finira par se dissoudre dans les profondeurs glacées de l’espace. La nébuleuse des Dentelles se trouve dans la constellation du Cygne à environ 1500 années-lumière du Soleil et correspond à une étoile géante qui explosa en supernova il y a à peu près 10 000 ans.

Nébuleuse de la tête de sorcière

Cette nébuleuse est dite par réfraction ce qui veut dire que ce n'est pas elle qui s'éclaire (comme les nébuleuses par émission que nous venons de voir) : c'est

l'étoile Rigel (de la constellation d'Orion) qui illumine sa fine poussière. Ce type de nébuleuse est souvent bleu car le processus est analogue à celui qui fait que la lumière du Soleil rend le ciel bleu (dans ce dernier cas par diffusion grâce aux molécules d'azote et d'oxygène contenues dans l'atmosphère terrestre). La sorcière est située à environ 800 al de nous et elle a les yeux fixés sur Rigel (l'étoile est située hors du champ)

Nébuleuse du voile et triangle de Pickering

Les filaments épars visibles dans la direction de la constellation du Cygne que l’on peut voir sur la photo ci-contre représentent la partie ouest de la nébuleuse du Voile, nébuleuse qui est tout ce qu’il reste après l’explosion d’une étoile massive il y a 5000 ans. Ces filaments apparaissent un peu comme des vaguelettes à la surface d’un étang après la chute d’un galet : l’onde de choc de l’explosion a en effet ionisé le milieu interstellaire. Cette partie de la nébuleuse du Voile est appelée « triangle de Pickering » en l’honneur - tradition de l’époque - du directeur de l’observatoire de Harvard, Edward Charles Pickering : il s’agit en fait d’une « erreur » fréquente à l’époque car cette découverte (parmi bien d’autres) est à mettre au crédit de sa sœur Williamina Fleming, astronome spécialiste de l’étude des plaques photographiques, qui avait le tort d’être une femme (comme Henrietta Leawit qui travailla avec elle et permit de comprendre l’immensité et l’expansion de l’Univers mais n’en fut jamais créditée avant sa mort).

Nébuleuse de la fourrure du Renard

Quand on examine attentivement cette nébuleuse qui se situe à 2500 années-lumière de nous dans la constellation de la Licorne, avec un peu d’imagination on peut effectivement reconnaître une peau de renard, la tête tournée vers le haut surplombant des plis cutanés. Les couleurs marron et fauve rosé sont dues à un mélange entre les poussières et la luminosité rouge de l’hydrogène ionisé. Bien entendu, les formes tourmentées de l’ensemble sont dues aux vents provenant de nouvelles étoiles très chaudes. En haut de l’image, une luminosité bleue est caractéristique de la réflexion de la lumière d’une étoile, en l’occurrence la mystérieuse S Monocerotis. Mystérieuse, en effet, car cette étoile variable était considérée comme mourante lorsque, en 2002, on intercepta une soudaine et imprévue augmentation de sa luminosité. Le télescope Hubble s’intéressa au phénomène et mit en évidence une augmentation significative de la taille de l’étoile. Il est possible que l’on ait ici affaire à la présence d'une « variable éruptive », phénomène plutôt rare. Pour le moment, aucune explication définitive : on observe…

Nébuleuse de la Lagune

Pour apercevoir la nébuleuse de la Lagune, il faut regarder en direction de la constellation du Sagittaire, vers le centre de la Voie lactée. Assez basse sur l’horizon dans nos contrées, la nébuleuse est néanmoins parfaitement visible à l’oeil nu par nuit noire. Elle est située à 5000 années-lumière du Soleil et se compose d’un immense nuage de matière et d’hydrogène au sein duquel se trouve de façon prévisible un amas ouvert de jeunes étoiles âgées d’environ 2 millions d’années. La nébuleuse doit son nom de lagune à la bande de poussière qui s’étend à proximité du centre de l’amas stellaire.

Nébuleuse de la montagne mystique

Je vous propose de terminer cette courte promenade par une nébuleuse qui est en quelque sorte le pendant des Piliers de la Création du début de l’article et que l’on appelle « la Montagne mystique ». Cette dernière fait partie d’une nébuleuse bien plus grande, dite de la Carène, située à environ 7500 années-lumière de nous. Le pilier de gaz de cette Montagne Mystique mesure à peu près 3 années-lumière et est un grand nuage froid de gaz et de poussières qui, par effondrements et effets de marée gravitationnels, donne naissance à de nombreuses étoiles dont certaines géantes très éruptives. C’est dans la nébuleuse de la Carène que réside une des plus massives et brillantes étoiles de la Voie lactée, Eta Carinae : 150 fois la taille du Soleil et quatre millions de fois plus brillante que lui, on attend sa transformation prochaine en supernova ; elle est toutefois suffisamment loin de la Terre pour ne pas créer trop de dégâts dans notre environnement…

Bien d’autres nébuleuses sont dignes d’intérêt : citons pêle-mêle les nébuleuses du Cône, de la Flamme, de la Crevette, de la tête de cheval, trifide, du crayon, du lagon, du machin noir, etc.,… Il paraît difficile, sans lasser l’esprit, de les faire toutes figurer dans cette promenade : peut-être une autre fois ? En tout cas, pour les lecteurs qui souhaiteraient contempler de belles images du cosmos, je conseille le site du télescope spatial Hubble (http://hubblesite.org/gallery/) : c’est écrit en anglais mais nul besoin de le comprendre pour admirer ces superbes photos.