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Hubble révèle les fils invisibles de deux splendides nébuleuses

Juin 23, 2020 | economie | 0 commentaires



Hubble révèle les fils invisibles de deux splendides nébuleuses

De nouvelles images capturées par Hubble révèlent dans toute leur splendeur deux nébuleuses à la structure changeante. Les astronomes soupçonnent que celles-ci abriteraient des étoiles doubles, responsables de leurs architectures si particulières.

Hubble ne cessera décidément jamais de nous éblouir. Dernièrement, la Nasa a mis en ligne les photographies de deux splendides nébuleuses, capturées par le télescope spatial afin d’étudier leur évolution. NGC 6302 et NGC 7027, associées respectivement à un papillon et à un hémiptère iridescent, traversent en effet de rapides changements qui pourraient en apprendre plus aux astronomes sur les processus à l’origine de ces bourgeonnements cosmiques.

Révéler l’invisible

« Quand j’ai exploré les archives de Hubble et réalisé que personne n’avait observé ces nébuleuses avec la caméra grand angle [WFC3] de Hubble, à travers l’ensemble de sa gamme spectrale, j’étais scotché », raconte Joel Kastner, à la tête de la nouvelle étude, parue dans la revue Galaxies. « Ces nouvelles observations de Hubble, réalisées à de multiples longueurs d’onde, fournissent l’aperçu le plus exhaustif à ce jour de ces deux nébuleuses spectaculaires. Je me sentais comme un môme dans un magasin de bonbons alors que je téléchargeais les résultats. »

Grâce à ces images capturées en proche ultraviolet et proche infrarouge, les chercheurs ont pu faire plusieurs découvertes. Entre autres, ils ont pu observer de quelle manière les deux nébuleuses se fragmentent sur des échelles de temps très courtes, avec des changements nettement visibles en seulement quelques décennies. « La nébuleuse NGC 7027 émet dans un incroyable nombre de longueurs d’onde différentes, chacune d’entre elles soulignant non seulement un élément chimique spécifique dans la nébuleuse, mais également les changements significatifs ayant lieu en son sein », commente Kastner.

La plage spectrale couverte par Hubble a également permis aux astronomes de révéler l’architecture invisible des nébuleuses, comme la forme en S de NGC 6302, observable seulement en infrarouge proche. « La forme en S de l’émission de fer de la nébuleuse du Papillon est une révélation », s’enthousiasme Kastner. Bien que celle-ci soit communément observée au cœur de noyaux galactiques actifs ou dans les arabesques des rémanents de nébuleuses, il est très rare de la voir chez des nébuleuses planétaires. Dans le cas de la nébuleuse du Papillon, elle indiquerait que la source de l’émission serait en train de vaciller, comme une toupie sur le point de s’arrêter de tourner.

Nébuleuses et étoiles doubles

Caractérisées par une quantité importante de poussière et de gaz du fait de leur jeune âge, la nébuleuse du Papillon et celle de l’Hémiptère (plus poétiquement baptisée « Jewel Bug », littéralement « insecte joyau » en anglais) sont particulièrement intéressantes à étudier en parallèle, expliquent les chercheurs. Ceux-ci soupçonnent notamment que leurs cœurs abritent (ou abritaient) chacun une étoile double, qui serait capable d’expliquer leurs formes si notables : un noyau étroit d’où émergent, tels une paire d’ailes, deux lobes polaires présentant plusieurs motifs symétriques.

« Les étoiles doubles soupçonnées chez NGC 6302 et NGC 7027 n’ont pas été directement détectées car elles sont proches de géantes rouges de taille plus imposante (ou ont peut-être été avalées par elles), un type d’étoiles plusieurs centaines de milliers de fois plus brillantes que le Soleil », explique Bruce Balick, membre de l’équipe. « L’hypothèse d’étoiles en train de fusionner semble être la meilleure et la plus simple des explications aux caractéristiques que nous observons chez les nébuleuses planétaires les plus actives et les plus symétriques. C’est un concept unificateur puissant, sans rival à ce jour. »

Hubble retrace l’évolution des étoiles mourantes

Article de Laurent Sacco, publié le 13 septembre 2007

Les images fournies par Hubble depuis sa mise en orbite le 24 avril 1990 ont changé notre vision et notre compréhension de l’Univers. Il devrait bientôt être remplacé en 2013 par le télescope James Webb, mais en attendant, la NASA publie chaque mois une rétrospective des observations faites par Hubble, complétées par d’autres plus récentes. Le thème de ce mois est l’évolution des nébuleuses planétaires.

Le terme de nébuleuse désignait autrefois les observations faites avec les premiers télescopes et lunettes astronomiques, montrant des objets étendus, peu lumineux et sans forme particulière. Aujourd’hui, nous savons qu’il s’agissait de galaxies, de restes d’explosions de supernovae et de nébuleuses planétaires. Le nom de ces dernières dérive, là encore, de ces premières observations au XVIII ième siècle, car elles donnaient alors vaguement des images de planètes lointaines dans les instruments d’observation.

Les nébuleuses planétaires sont de grands nuages de gaz créés par des étoiles en fin de vie qui deviennent instables et se mettent à éjecter leurs couches supérieures. Ces nuages eux-mêmes se dispersent au bout de 10 000 ans environ et le rayonnement ultraviolet des étoiles mourantes, en excitant les atomes et molécules de ces nuages, est responsable de leurs couleurs si particulières.

Grâce aux images fournies par Hubble, et concernant diverses nébuleuses planétaires à des stades de plus en plus avancés de leur évolution, il est possible de retracer les grands traits de celle-ci en illustrant comment la taille et la température de ces nuages changent avec le temps. 

En haut à gauche, c’est la nébuleuse He 2-47. La taille du nuage produit par l’étoile mourante est encore petite et la température encore froide. Le rayonnement émis par l’azote domine. De manière générale, les couleurs sur ces images représentent en bleu la lumière émise par l’oxygène, en vert celle provenant de l’hydrogène et enfin en rouge celle produite par l’azote.

Quelques milliers d’années plus tard, la taille de la nébuleuse a augmenté et sa densité diminué. Les rayons ultraviolets peuvent donc pénétrer une plus large portion de la nébuleuse sans être absorbés et plus d’atomes d’hydrogène et d’oxygène se mettent à rayonner, comme on peut le voir en haut à droite avec la nébuleuse  NGC 5315.

Lorsque les nébuleuses sont encore plus vieilles, comme c’est le cas en bas de l’image avec IC 4593 et NGC 5307, les zones où l’hydrogène et l’oxygène rayonnent sont devenues majoritaires mais on peut encore voir l’émission en rouge des atomes d’azote.

Ces quatre images proviennent toutes de nébuleuses à l’intérieur de notre Galaxie, à une distance d’environ 7 000 années-lumière, et elles ont été prises en février 2007 par Hubble.

He 2-47, qui se trouve dans la constellation de la Carène, a été baptisée “l’Etoile de Mer”, en raison de sa forme particulière où l’on peut voir 6 lobes de gaz et de poussières. On pense qu’il s’agit du vestige de l’émission de trois jets bipolaires successivement émis mais dans des directions différentes.

NGC 5315 est une nébuleuse irrégulière mais où l’on peut quand même noter une structure en « X ». Là encore, on invoque deux jets bipolaires pour cette nébuleuse située dans la constellation du Compas dans l’hémisphère Sud et introduite en 1752 par l’astronome français Lacaille.

IC 4593 se trouve dans la constellation d’Hercule mais NGC 5307 se trouve elle dans la constellation du Centaure. La forme en spirale observée trouverait son origine dans un mouvement de rotation de l’étoile se superposant à l’émission de jets de gaz.

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