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Posté par Redbran le Samedi 07/10/2017 à 00:00
Les étranges structures de la Nébuleuse Saturne
La somptueuse nébuleuse planétaire NGC 7009, par ailleurs baptisée Nébuleuse Saturne, apparaît constellée de mystérieuses bulles teintées de roses et de bleus éclatants, qui se détachent nettement sur fond noir. Cette image haute en couleurs a été acquise par MUSE, un instrument doté d'une puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) élevée installé sur le Very Large Telescope (VLT) de l'ESO, dans le cadre d'une étude visant à cartographier, pour la première fois, la poussière emplissant une nébuleuse planétaire. Cette carte révèle la présence de structures complexes au sein (Le sein (du latin sinus, « courbure, sinuosité, pli ») ou la poitrine dans son ensemble, constitue la région ventrale supérieure du torse d'un animal, et en particulier celle des mammifères qui...) même de la poussière - des enveloppes, un halo ainsi qu'une mystérieuse ondulation. Elle permettra aux astronomes de mieux comprendre le processus à l'origine des formes étranges et des symétries qu'arborent les nébuleuses planétaires.


La Nébuleuse Saturne se situe à quelque 5000 années lumière de la Terre dans la constellation (Une constellation est un ensemble d'étoiles dont les projections sur la voûte céleste sont suffisamment proches pour qu'une civilisation les relie par des lignes imaginaires, traçant ainsi une figure sur la voûte...) du Verseau (le Porteur d'Eau). Son appellation découle de sa forme étrange, semblable à celle de la célèbre planète aux anneaux, vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) de face.
Crédit: ESO/J. Walsh
En réalité, les nébuleuses planétaires sont totalement distinctes des planètes. A l'origine, la Nébuleuse Saturne était une étoile de faible masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et...), qui acheva son existence sous la forme d'une géante rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.), expulsant ses enveloppes externes. De puissants vents stellaires ont éjecté cette matière que le rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de transmission d'énergie impliquant une particule...) ultraviolet (Le rayonnement ultraviolet (UV) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde intermédiaire entre celle de la lumière...) issu du noyau stellaire (Stellaria est un genre de plantes herbacées annuelles ou vivaces, les stellaires, de la famille des Caryophyllaceae. Il comprend près de 90 espèces réparties...) de température élevée a excitée, générant une nébuleuse circumstellaire constituée de poussière et de gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de volume propre : un gaz tend...) chaud aux couleurs éclatantes. Au coeur de la Nébuleuse Saturne figure l'étoile en fin de vie (La vie est le nom donné :) visible sur cette image, et sur le point (Graphie) de se changer en naine blanche (1).

Afin de mieux comprendre les formes étranges qu'arborent les nébuleuses planétaires, une équipe internationale d'astronomes dirigée par Jeremy Walsh de l'ESO a utilisé l'instrument MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) dans le but de sonder les structures poussiéreuses de la Nébuleuse Saturne. MUSE est un instrument installé sur l'un des quatre télescopes du Very Large Telescope à l'Observatoire de Paranal de l'ESO au Chili. La puissance dont il est doté lui permet, non seulement de générer une image de l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction...) observé, mais également de recueillir des informations concernant le spectre - ou la gamme de couleurs - de la lumière issue de cet objet en chacun des points de l'image acquise.

Grâce à MUSE, l'équipe a pu générer les toutes premières cartographies optiques détaillées du gaz et de la poussière emplissant une nébuleuse planétaire (2). L'image résultante de la Nébuleuse Saturne révèle l'existence de nombreuses structures complexes, parmi lesquelles figurent une enveloppe interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la fois en activité et en formation à...) de forme elliptique, une enveloppe externe, et un halo. Elle confirme également la présence de deux jets s'étendant de part et d'autre de l'axe principal de la nébuleuse, et dont les extrémités forment des anses (du terme latin ansae désignant des "poignées").

Curieusement, l'équipe a également découvert l'existence d'une structure en forme d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales....) au sein de la poussière, et dont l'origine demeure en partie mystérieuse. La poussière emplit l'intégralité de la nébuleuse. Toutefois, un pic de poussière a été observé sur le bord de l'enveloppe interne, où elle semble être détruite. Plusieurs processus peuvent expliquer cette destruction. L'enveloppe interne consiste essentiellement en une onde de choc (Une onde de choc est un type d'onde, mécanique ou d'une autre nature, associé à l'idée d'une transition brutale. Elle peut prendre la forme d'une vague de haute pression, et elle est alors souvent créée par une...) en expansion, susceptible d'éclater les grains au point de les faire disparaître, ou d'élever la température au point d'évaporer la poussière.

Cartographier le gaz et les structures de poussière emplissant les nébuleuses planétaires permettra d'affiner notre compréhension de leur influence sur le cycle de vie et de mort (La mort est l'état définitif d'un organisme biologique qui cesse de vivre (même si on a pu parler de la mort dans un sens cosmique plus général, incluant par exemple la mort des étoiles). Chez les...) des étoiles de faible masse, ainsi que de la diversité et de la complexité des formes qu'elles arborent.

Le potentiel de MUSE s'étend bien au-delà des nébuleuses planétaires. Cet instrument doté d'une sensibilité élevée est également capable d'étudier la formation des étoiles et des galaxies au sein de l'Univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.) jeune ainsi que de cartographier la distribution de la matière noire dans les amas de galaxies (Un amas de galaxies est l'association de plus d'une centaine de galaxies liées entre elles par la gravitation. En deçà de 100, on parle...) de l'Univers jeune. En outre, MUSE a généré la toute première cartographie (La cartographie désigne la réalisation et l'étude des cartes géographiques. Le principe majeur de la cartographie est la représentation de données sur un support...) 3D des Piliers de la Création de la Nébuleuse de l'Aigle (eso1518) et a fourni (Les Foúrnoi Korséon (Grec: Φούρνοι Κορσέων) appelés plus communément Fourni, sont un archipel de petites îles grecques...) l'image d'une spectaculaire collision (Une collision est un choc direct entre deux objets. Un tel impact transmet une partie de l'énergie et de l'impulsion de l'un des corps au second.) cosmique au sein d'une galaxie (Galaxies est une revue française trimestrielle consacrée à la science-fiction. Avec ce titre elle a connu deux existences, prenant par ailleurs la suite de deux...) voisine (eso1437).


Vue annotée des différentes structures de la Nébuleuse Saturne
Crédit:ESO/J. Walsh

Notes

(1) Les nébuleuses planétaires sont généralement caractérisées par une courte durée de vie. La Nébuleuse Saturne subsistera quelques dizaines de milliers d'années seulement, puis s'étendra et se refroidira au point de nous devenir invisible. La luminosité de l'étoile centrale diminuera à mesure qu'elle se changera en naine blanche.

(2) Le Télescope Spatial Hubble (Le télescope spatial Hubble (en anglais, Hubble Space Telescope ou HST) est un télescope en orbite à environ 600 kilomètres d'altitude, il effectue un tour complet de la Terre...) du consortium NASA/ESA a précédemment acquis une image spectaculaire de la Nébuleuse Saturne. A l'inverse (En mathématiques, l'inverse d'un élément x d'un ensemble muni d'une loi de composition interne · notée multiplicativement, est un élément y tel...) de MUSE toutefois, il fut incapable d'acquérir le spectre de la nébuleuse en chacun des points de cette image.


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Source: ESO