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Collisions de comètes au coeur de la nébuleuse Helix

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Un groupe de comètes turbulentes qui n'arrêtent pas de s'agiter au milieu d'un nuage de poussière entourant une étoile morte, telle est la nouvelle découverte surprenante du télescope spatial Spitzer de la NASA. Cela se passe au centre de la nébuleuse Helix, très connue des astronomes en raison de sa ressemblance avec un œil géant.

La nébuleuse Helix, vue par le télescope spatial Hubble en lumière visible.
La nébuleuse Helix, vue par le télescope spatial Spitzer en infrarouge. Crédit NASA.

"Nous avons toujours été surpris de voir autant de poussière autour de cette étoile", annonce le Dr Kate Su de l'université d'Arizona, à Tucson dans un article à paraître dans l'Astrophysical Journal Letters du 1er mars. "Toute cette poussière est certainement produite par les comètes qui ont survécu à la mort de leur soleil."

La nébuleuse Helix, située à environ 700 années-lumière dans la constellation du Verseau, s'est formée lorsqu'une étoile semblable à notre soleil a explosé, avant de se contracter en naine blanche et d'expulser ses couches externes vers l'espace. Actuellement, le rayonnement de son noyau central irradie et réchauffe cette matière, qui se parent de couleurs vives fluorescentes. Mais cette merveille de beauté cosmique, une nébuleuse planétaire, ne durera pas très longtemps à l'échelle astronomique. En environ 10.000 ans, ses volutes brillantes se faneront irrémédiablement, abandonnant naine blanche et comètes au froid glacial et sombre d'un espace vide.

Les astronomes ont longtemps étudié la naine blanche au centre de la nébuleuse d'Helix, mais personne jusqu'ici n'avait détecté ce disque diffus qui l'entoure à une distance d'environ 35 à 150 unités astronomiques.

D'où provient cette poussière ? Selon les astronomes, elle résulte vraisemblablement des nombreuses comètes peuplant la frange externe de ce système stellaire, qui entrent sans arrêt en collision en parsemant l'espace de débris de plus en plus fins. Il y a quelques millions d'années, avant la formation de la naine blanche, ces comètes, ainsi que probablement des planètes, parcouraient des orbites stables et voyageaient harmonieusement autour de l'étoile. Mais lorsque celle-ci a explosé, toutes les planètes intérieures ont été englouties tandis que les planètes extérieures, ainsi que les comètes, auraient alors été précipitées vers des orbites chaotiques.

Notre propre système solaire subira une transformation semblable dans environ cinq milliards d'années. Comme la nébuleuse Helix, il miroitera alors de couleurs merveilleuses. Notre soleil, devenu une naine blanche, se retrouvera aussi entouré de restes de planètes extérieures et d'un essaim de comètes en collision permanente.

Ce n'est pas la première fois que Spitzer met en évidence une telle population cométaire autour d'une étoile morte. En janvier 2006, un tel phénomène avait déjà été observé, mais le disque était alors beaucoup plus petit et plus proche de son soleil, à une distance de seulement 0.005 à 0.03 unité astronomique.

"La découverte d'une telle activité planétaire est une surprise", déclare le Dr. George Rieke de l'université d'Arizona, co-auteur de l'article, qui ajoute "mais que cette observation se soit effectuée à deux reprises, et en montrant de telles différences dans leurs propriétés est un choc !"

Les données de Spitzer pourraient également aider à résoudre une énigme concernant Helix. Des observations précédentes effectuées avec les télescopes spatiaux en rayonnement X allemand Röntgen et Chandra de la NASAont indiqué que la naine blanche émet une grande quantité de rayons X hautement énergétiques. Cependant, sa température de surface, avec environ 110.000 degrés Kelvin, n'est pas suffisante pour expliquer cette émission. Les astronomes pensaient jusqu'ici que l'étoile était peut-être accompagnée d'un compagnon invisible.

Mais les observations de Spitzer conduisent à une hypothèse différente. Selon le Dr. You-Hua Chu de l'université d'Illinois à Urbana-Champaign, la matière contenue dans le disque entourant l'étoile pourrait tomber progressivement sur l'astre et déclencher cet excès de rayonnement X.

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