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Image composite de NGC 40
En rayons X (rouge) et en visible (bleu)
Leur découverte montre comment la matière éjectée à plus de trois millions de kilomètres par heure, pendant les dernières phases d'étoiles qui ressemblaient à notre Soleil, peut échauffer le gaz précédemment éjecté au point d'émettre des rayons X. L'étude présente également un nouvel aperçu sur la durée pendant laquelle le gaz éjecté autour de ces étoiles en fin de vie peut persister à de si hautes températures.
Ce gaz chaud apparaît dans les images de la nébuleuse planétaire NGC 40, située à environ 3.000 années-lumière de la Terre dans la direction de la constellation de Céphée.
"Les nébuleuses planétaires sont des enveloppes de gaz éjectés par les étoiles mourantes", explique Kastner. "Elles offrent aux astronomes une 'pré-vision' de ce qui pourrait arriver à notre propre Soleil dans environ cinq milliards d'années, quand il aura finalement épuisé toute la réserve d'hydrogène de son noyau qui constitue actuellement sa source d'énergie nucléaire".
Dans sa recherche, Montez a découvert le rayonnement X émis par la nébuleuse de NGC 40 en générant une image qui utilise uniquement des rayons X particuliers. Elle a révélé un anneau du gaz surchauffé qui se trouve juste à l'intérieur des portions de la nébuleuse qui apparaissent dans les images optiques et infrarouges.
"Cette bulle de gaz chauds démontre de manière claire comment, lorsqu'une nébuleuse planétaire se forme, le procédé d'éjection des gaz de l'étoile centrale mourante devient de plus en plus énergétique", précise Kastner. "Cette éjection massive pendant la mort de l'étoile peut avoir pour conséquence des collisions violentes qui échauffent le gaz éjecté à plus d'un million de degrés".
Cette découverte dans NGC 40 s'ajoute à une liste croissante de découvertes similaires effectuées à l'aide de Chandra et de son équivalent européen, l'observatoire spatial XMM-Newton. Kastner et Montez ont étudié ces précédentes observations des nébuleuses planétaires, et ont constaté que les observations aux rayons X et aux infrarouges de tels objets étaient étroitement couplées.
Selon Montez, "la connexion entre les rayons X et les émissions infrarouges semble prouver que la phase de bulle chaude est limitée aux périodes initiales de la mort stellaire, quand la nébuleuse planétaire est très jeune, alors que la poussière à l'intérieur de celle-ci possède encore une température relativement élevée".
Cette correspondance indique que la production de gaz surchauffés est une phase de courte durée dans la vie de la nébuleuse planétaire, mais Kastner concède que des observations supplémentaires à l'aide de Chandra et de MMX-Newton sont nécessaires pour valider cette théorie.