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Hubble retrace l'évolution des étoiles mourantes

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.

La nébuleuse planétaire IC 4593 vue par Hubble (Crédit : NASA). La nébuleuse planétaire IC 4593 vue par Hubble (Crédit : NASA).

Hubble retrace l'évolution des étoiles mourantes - 2 Photos

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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. 

Nébuleuses planétaires à différents stades d'évolution.
Nébuleuses planétaires à différents stades d'évolution.

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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