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Ant Nebula, une mystérieuse fourmi cosmique

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A gauche, le disque de poussière mis en évidence au moyen de l'interféromètre infrarouge du VLTI. L'axe principal est perpendiculaire à l'axe des lobes bipolaires de la nébuleuse. Crédit : ESO

Quelle cause peut avoir créé l'invraisemblable Nébuleuse de la fourmi ? Ce mystère vieux de quelque quarante ans vient sans doute d'être percé. L'auteur de cette sculpture tourmentée serait... un peu de poussière.

Lorsque la nébuleuse planétaire Ant Nebula (Nébuleuse de la fourmi) a été découverte vers la fin des années 1960, sa forme extravagante l'a fait surnommer "la Chambre des Horreurs". Mais quels processus ont-ils bien pu aboutir à cette structure étrange composée de trois paires de lobes imbriqués entourés d'un écoulement en forme d'anneau, enserrée entre des excroissances évoquant les pattes d'un improbable insecte galactique ?


Ant Nebula dans toute sa splendeur, vue par le télescope spatial Hubble.

Répondre à cette question n'est pas simple. Car si Ant Nebula, située à 5.000 années-lumière de la Terre, est bien un des objets les plus spectaculaires du ciel, aucun indice visible ne laissait entrevoir jusqu'ici le phénomène qui l'avait sculptée ainsi. Même les gigantesques télescopes de plus de 8 mètres de diamètre dont la science dispose aujourd'hui n'y révélaient rien... excepté un noyau lumineux et une étoile centrale, aussi lumineuse que 10.000 soleils et dont la température de surface atteint 35.000 °C.

Or toutes les nébuleuses planétaires, dont le nom évoque leur forme généralement sphérique, trouvent leur origine dans une étoile centrale, et Ant Nebula n'échappe pas à cette règle. Mais comment un objet sphérique peut-il donner naissance à un objet aussi tortueux ?

Un disque de matière

En couplant deux des instruments de 8,20 mètres du VLTI (Very Large Telescope Interferometer) de l'ESO, créant ainsi un collecteur de lumière bien plus puissant avec un pouvoir séparateur largement supérieur, les astronomes ont enfin détecté au sein de la nébuleuse un disque de matière qu'ils ont aussitôt suspecté d'avoir au moins participé à la genèse de la nébuleuse.

Très aplati, celui-ci se présente de profil et son axe principal est parfaitement perpendiculaire à l'axe des lobes bipolaires. Son diamètre équivaut sensiblement à neuf fois la distance qui sépare la Terre du Soleil, soit 9 UA (Unités Astronomiques), soit 6 millisecondes d'arc, ce qui revient à rechercher, sur la Lune, un immeuble de deux étages...

Admettre que ce disque puisse être à l'origine d'une structure aussi irrégulière que Ant Nebula pourrait résoudre l'énigme de sa formation asymétrique. Malheureusement, la masse totale de la poussière stockée dans le disque ne semble pas dépasser la cent millième partie de celle de notre Soleil, et s'avère ainsi environ cent fois moins importante que la masse des lobes bipolaires. "Nous devons par conséquent conclure que le disque est bien trop ténu pour avoir eu un impact significatif sur la matière expulsée et ne peut pas expliquer la forme de Ant Nebula. Au contraire, on penserait plutôt que le disque est un résidu de matière expulsée par l'étoile", déclare Olivier Chesneau, de l'Observatoire de la Côte d'Azur (France).

Les observations effectuées au VLTI indiquent aussi que le disque de poussière se compose essentiellement de silicate amorphe, ce qui, selon Chesneau, montre très probablement que celui-ci est aussi jeune que la nébuleuse elle-même, et ne peut donc s'en trouver à l'origine.

Selon les chercheurs, le véritable responsable de cette formation étrange serait un compagnon stellaire froid de l'étoile centrale, qui aurait provoqué le déclenchement d'événements à grande échelle, expulsant de grandes quantités de gaz dans les lobes. La résolution de l'énigme réside ainsi dans le noyau du système, et exigera une meilleure caractérisation de l'étoile centrale chaude ainsi que de son compagnon froid, actuellement dissimulé à la vue des astronomes par le disque de poussière.

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