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Le VLT dévoile le fantôme d’une étoile en fin de vie

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Cette magnifique bulle, aussi étincelante que le fantôme d'une étoile qui hanterait l'obscurité de l'Univers, peut sembler surnaturelle et mystérieuse. En réalité, elle constitue un objet bien connu des astronomes : une nébuleuse planétaire, soit les restes d'une étoile en fin de vie.

Cette image de l’objet ESO 378-1, la meilleure obtenue à ce jour, a été réalisée avec le VLT dans le cadre du programme Joyaux Cosmiques de l’Eso qui vise à produire, à des fins d’enseignement et de diffusion auprès du grand public, des images d’objets intéressants, intrigants ou visuellement attrayants, au moyen des télescopes de l’Eso. © Eso

L'image de ce petit objet noté ESO 378-1, la meilleure obtenue à ce jour, a été capturée par le VLT. Baptisée aussi Nébuleuse australe du Hibou, ce globe chatoyant est une nébuleuse planétaire dont le diamètre avoisine les 4 années-lumière. Son surnom fait référence à sa cousine visuelle de l'hémisphère nord, la Nébuleuse du Hibou. ESO 378-1, également notée PN K 1-22 et PN G283.6+25.3, se situe dans la constellation de l'Hydre (Le Serpent d'eau femelle) à 3.500 années-lumière de nous.

À l'image des autres nébuleuses planétaires, ESO 378-1 est un phénomène de durée de vie relativement courte — de l'ordre de quelques dizaines de milliers d'années, au regard de la durée de vie des étoiles, typiquement plusieurs milliards d'années (comparer la durée de vie d'une nébuleuse planétaire à celle d'une étoile revient à comparer la durée de vie d'une bulle de savon à celle de l'enfant qui l'a créée).

Les nébuleuses planétaires résultent de l'éjection puis de l'expansion du gaz par des étoiles en fin de vie. Durant les premiers stades de leur formation, elles forment des objets à la fois brillants et intrigants. Toutefois, leurs enveloppes s'estompent à mesure que leur contenu en gaz s'échappe et que les étoiles centrales s'assombrissent.

Une nébuleuse planétaire se forme à condition que l'étoile en fin de vie soit dotée d'une masse inférieure à quelque huit masses solaires. Les étoiles plus massives achèvent quant à elles leur existence de façon dramatique : elles explosent en supernovae.

Vue contextuelle de la nébuleuse planétaire ESO 378-1. Le montage vidéo a été réalisé à partir d’une mosaïque d’images grand champ de la Voie lactée puis, à mesure que l’on s’en rapproche, de sondages du Digitized Sky Survey 2 et enfin, en gros plan, de l’objet photographié avec le VLT. © Eso, DSS2, N. Risinger

 « Nous sommes de la poussière d’étoiles »

À mesure qu'elles vieillissent, ces étoiles moins massives perdent leurs enveloppes externes de gaz sous forme de vents stellaires. Après que la quasi-totalité de ces couches externes se soient échappées, le noyau stellaire restant, de température élevée, commence à émettre un rayonnement ultraviolet qui a pour effet d'ioniser le gaz environnant. Cette ionisation se traduit par l'éclat en couleurs vives de l'enveloppe de gaz en expansion.

Lorsque la nébuleuse planétaire se sera dissipée, l'ultime vestige stellaire se consumera encore durant un milliard d'années, jusqu'à épuisement complet de son carburant. Puis il se changera en une naine blanche — un objet de petite dimension, mais de température et de densité extrêmement élevées — qui se refroidira lentement au fil des milliards d'années. Le Soleil deviendra lui aussi une nébuleuse planétaire d'ici plusieurs milliards d'années, puis achèvera son existence sous la forme d'une naine blanche.

Les nébuleuses planétaires apportent une contribution essentielle à l'enrichissement chimique et à l'évolution de l'Univers. Des éléments tels que le carbone et l'azote, d'autres plus lourds également, sont créés à l'intérieur de ces étoiles qui, lorsqu'elles expulsent leurs enveloppes externes, les restituent au milieu interstellaire. À partir de cette matière se forment de nouvelles étoiles et leurs cortèges de planètes à la surface desquelles la vie apparaîtra peut-être. D'où la célèbre phrase de Carl Sagan : « Nous sommes de la poussière d'étoiles ».