Nébuleuse planétaire - Définition

Introduction

À 650 al, la nébuleuse Hélix (NGC 7293) est une des nébuleuse planétaire les plus proches de la Terre.

En astronomie, une nébuleuse planétaire est un objet astronomique qui ressemble à un disque d'aspect nébuleux lorsqu'il est observé à basse résolution. En raison de cet aspect, semblable à l'aspect des planètes, l'adjectif « planétaire » lui a été attaché, et a été depuis maintenu pour conserver l'uniformité historique.

À partir d'observations plus détaillées (en particulier spectroscopiques) on sait maintenant que les nébuleuses planétaires n'ont en fait aucun rapport avec les planètes. Quand une petite étoile (moins de huit masses solaires) vieillit et a fini de consommer tout son hydrogène, puis son hélium, son cœur s'effondre pour former une naine blanche, tandis que les couches externes sont expulsées par la pression de radiation. Ces gaz forment un nuage de matière qui s'étend autour de l'étoile à une vitesse d'expansion de 20 à 30 kilomètres par seconde (70 000 à 100 000 km/h). Ce nuage est ionisé par les photons ultraviolets émis par l'étoile qui est devenue très chaude (50 000 à 100 000 K).

L'énergie ainsi acquise par le gaz est réémise sous forme de lumière de moindre énergie, notamment dans le domaine du visible.

Ce sont des objets qui évoluent assez rapidement, on en connaît environ 1 500 dans notre Galaxie. Elles jouent un rôle crucial dans l'enrichissement de notre univers, transformant l'hydrogène primordial en éléments plus lourds et expulsant ces nouveaux éléments dans le milieu interstellaire.

Les nébuleuses planétaires sont souvent très colorées et leurs images sont parmi les plus spectaculaires. Un des exemples célèbres de ce type d'objet est la nébuleuse de l'Anneau située dans la constellation de la Lyre d'où son autre appellation : nébuleuse de la Lyre.

Histoire

Nébuleuse de l'Haltère.

Les nébuleuses planétaires sont en général des objets de faible brillance, invisibles à l'œil nu. La première nébuleuse planétaire découverte fut la nébuleuse de l'Haltère dans la constellation du Petit Renard, observée par Charles Messier en 1764 et enregistrée sous le numéro M27 dans son catalogue d'objets diffus. Le terme de « planétaire » semble avoir été proposé la première fois par William Herschel, vers 1784 ou 1785, en raison de la ressemblance visuelle entre ces objets qu'il classait et la planète qu'il venait de découvrir, à savoir Uranus.

La nature des nébuleuses planétaires resta inconnue jusqu'aux premières observations spectroscopiques, au milieu du XIX^e siècle. William Huggins fut l'un des premiers astronomes à étudier le spectre des objets astronomiques en dispersant leur lumière à l'aide d'un prisme. Ses observations des étoiles montrèrent un spectre continu sur lequel apparaissent des lignes sombres (raies d'absorption).

D'autre part, lorsqu'il étudia la nébuleuse de l'Œil de Chat, il rencontra un spectre totalement différent : un faible nombre de raies en émission se dégageaient sur un continu quasiment nul. La plus intense de ces raies se trouvait à une longueur d'onde de 500,7 nanomètres, ce qui ne correspondait à aucune émission d'élément connu sur Terre. Il attribua donc cette émission à un nouvel élément, le nébulium, tout comme l'hélium qui avait été identifié pour la première fois dans le spectre solaire.

Néanmoins, alors que l'hélium fut isolé sur Terre quelques années après sa découverte par les astronomes, l'énigme du nébulium résista longtemps aux physiciens qui n'arrivaient pas à l'isoler sur Terre. Ce n'est qu'au début du XX^e siècle que Henry Norris Russell proposa que les raies lumineuses observées dans les nébuleuses planétaires ne soient pas le fruit d'un nouvel élément, mais bien émises par un élément très courant, l'oxygène, placé dans des conditions très extrêmes (très basse densité).