Une étoile mourante entourée de gaz prend l’apparence d’un visage de lion dans les nouvelles images du télescope spatial James-Webb. Derrière cette forme spectaculaire, les observations infrarouges de NGC 2392 révèlent surtout de petits amas de poussière, plusieurs enveloppes de gaz et les effets du rayonnement produit par le reste très chaud de l’étoile centrale.
NGC 2392 est une nébuleuse planétaire. Malgré son nom, elle n’a aucun rapport avec une planète. Il s’agit de matière rejetée par une étoile arrivée vers la fin de son existence. L’étoile a expulsé progressivement ses couches externes, qui forment aujourd’hui les structures visibles autour de son centre.
Le télescope spatial James Webb a photographié la nébuleuse planétaire NGC 2392, dite la nébuleuse du Lion, grâce aux instruments NIRCam et MIRI.
Les restes de l'étoile centrale sont à l'origine de la structure de la nébuleuse, notamment d'une « crinière » de gaz et de poussière ionisés en forme de tête de lion.
Image : NASA, ESA, CSA, STScI ; Traitement d’image : Alyssa Pagan (STScI)
Ce centre contient désormais une naine blanche, le résidu très dense et chaud de l’ancienne étoile. Son rayonnement apporte de l’énergie au gaz environnant. Il modifie ainsi la matière expulsée depuis plusieurs milliers d’années et contribue à produire les différentes zones visibles dans la nébuleuse. James-Webb observe cette matière dans l’infrarouge, une lumière invisible à nos yeux.
Cette capacité complète les images réalisées en lumière visible par le télescope Hubble. Les grandes formes générales restent reconnaissables, mais l’infrarouge fait ressortir d’autres détails. La caméra NIRCam observe principalement dans l’infrarouge proche. L’instrument MIRI regarde des longueurs d’onde plus grandes, particulièrement utiles pour distinguer certaines poussières et structures de gaz.
Les nouvelles observations montrent notamment de nombreux petits amas répartis dans la région évoquant la crinière du lion. La matière n’est donc pas disposée en une simple enveloppe régulière. Elle forme des filaments, des zones plus denses et plusieurs coquilles créées au cours des épisodes successifs de perte de matière de l’étoile.
Pour comprendre cette apparence, il faut imaginer une étoile qui ne perd pas toute son enveloppe en une seule fois. Ses pulsations et ses vents projettent de la matière à différentes périodes et à différentes vitesses. Les couches plus récentes peuvent ensuite rencontrer des matériaux expulsés auparavant. Le rayonnement de la naine blanche agit également sur ce gaz.
Ces images permettent donc d’étudier l’histoire de la nébuleuse dans sa structure actuelle. Les différentes enveloppes conservent des traces des phases traversées par l’étoile. Pour les astronomes, leur forme, leur composition et leur température servent à reconstruire la manière dont une étoile comparable en masse au Soleil termine progressivement sa vie.
Les observations de NGC 2392 doivent maintenant être comparées selon leurs différentes longueurs d’onde. En confrontant les données de NIRCam et de MIRI aux anciennes observations de Hubble, les astronomes peuvent séparer plus précisément poussières et gaz ionisé, c’est-à-dire du gaz dont les atomes ont perdu des électrons sous l’effet du rayonnement énergétique de l’étoile centrale.