Curiosité cosmique, la nébuleuse planétaire

Cette curiosité cosmique fut improprement appelée nébuleuse planétaire par les astronomes anciens dont les moyens d'investigation de faible puissance ne distinguaient du phénomène qu'une forme habituellement sphérique qu'ils assimilèrent à la forme d'une planète. Elle n'a, en fait, rien à voir avec une planète mais avec la fin de vie d'une étoile peu massive. Une suite d'événements au cours de cette fin de vie engendrent les effets spectaculaires qui ont fait la réputation du phénomène et dont on donnera quelques  beaux exemples ci-dessous.

Voici brièvement et simplement comment se déroulent les choses : Au centre de l'étoile, les réactions nucléaires de fusion ont brûlé les réserves d'hélium et, faute de combustible, vont s'arrêter. Manquant d'énergie, le centre de l'étoile va subir un effondrement gravitationnel qui va rendre possible la relance de la fusion dans la couche d'hélium périphérique au noyau, elle-même entourée d'une masse énorme d'hydrogène trop froide, quant à elle, pour participer à la fête. La structure du centre de l'étoile devenue plus complexe va connaître une existence agitée avec des spasmes périodiques qui vont éjecter dans l'espace les couches externes de l'étoile juqu'à lui faire perdre la plus grande partie de sa masse. Le noyau résiduel très énergétique va produire pendant des milliers d'années de puissants rayonnements qui vont exciter les couches de gaz éjectés dans l'espace et les faire réémettre à différentes longueurs d'onde et dans le spectre de la lumière visible. La nébuleuse sera observable tant que les nuages de gaz éjectés seront suffisamment denses pour émettre une lumière perceptible par nos instruments. C'est la forme globalement concentrique des couches de gaz éjectées qui donne au phénomène sa forme arrondie ou "patatoïde" habituelle. Voilà pour la description sommaire.

Voyons-en maintenant quelques superbes exemples :

 La nébuleuse NGC6543 surnommée "oeil de chat" fut la première à être découverte par les astronomes. Ell présente une structure complexe dans laquelle s'enchevêtrent différentes enveloppes de gaz plus ou moins concentriques, résultat des projections de gaz à grande vitesse lors des spasmes de fin de vie de l'étoile. Elle présente également deux excroîssances gazeuses diamètralement opposées à l'extrême périphérie, correspondant aux jets les plus anciens. L'âge estimé de la nébuleuse est de 1.000 ans. L'étoile résiduelle au centre est une naine blanche.

 Le télescope spatial HUBBLE nous montre ici le "last Hurrah" d'une étoile semblable à notre soleil terminant classiquement sa vie en projetant dans l'espace ses couches extérieures de gaz qui forment un cocon autour de l'étoile naine résiduelle (le minuscule point blanc au centre de l'image). La lumière UV émise par cette étoile illumine l'ensemble du cocon gazeux et le fait réémettre dans différentes longueurs d'onde dont celles du spectre visible. A remarquer la forme "lobée" de la nébuleuse par opposition à la forme "planétaire" habituellement rencontrée.

 Voici la plus fameuse des nébuleuses planétaires la "Ring Nebula" et son épaisse barrière légèrement ellipsoïde de couches de gaz éjectées il y a des milliers d'années par l'étoile mourante (le point blanc minuscule au centre de l'image) qui semble flotter dans une chaude brûme de gaz bleutée. Située à environ 2.000 LY (années-lumière) de la Terre dans la direction de la Constellation de la LYRE, cette nébuleuse assez ancienne possède un diamètre de l'ordre de 1 LY (soit 10.000 milliards de kms).

Voici maintenant la nébuleuse "Red Spider" (araignée rouge) dans la Constellation du SAGITTAIRE, à environ 3.000 LY de la Terre avec ses vagues énormes sculptées dans ses deux lobes. Son étoile, au centre, est l'une ds plus chaudes rencontrées à ce jour par les astronomes. Les formes de vagues ont été créées par les chocs supersoniques engendrés par la compression et le chauffage des nuages de gaz situés sur le front des lobes en rapide expansion. Sous l'effet de ces chocs, les atomes des gaz émettent de spectaculaires radiations dans le domaine du visible. 

 Autre curiosité, la "Eskimo Nebula" qui nous fournit la majestueuse image de fin de vie d'une étoile semblable à notre Soleil. Son nom vient de sa resemblance frappante avec un visage humain enfoui dans une parka fourrée. La zone périphérique de cette nébuleuse est tout-à-fait remarquable et semble constituée de comètes géantes fuyant radialement son noyau. Les têtes de ce pseudo-comètes sont pratiquement situées sur un cercle concentrique ayant l'étoile résiduelle pour centre, ce qui suggère une gigantesque éjection initiale lors du "commencement de la fin" de la vie de l'étoile. Le coeur de la nébuleuse, quant à lui, présente une structure complexe et très imbriquée, composée d'enveloppes et de filaments gazeux.

Enfin, l'une des plus surprenantes, la "Boomerang Nebula", nom impropre qui lui fut donnée lors des premières observations du phénomène dans les années 80 (avant le télescope spatial HUBBLE à qui nous devons cette image). L'observation beaucoup plus précise de nos jours, montre cette superbe image en forme de noeud papillon finement striée de filaments gazeux. Repérée dans la Constellation du CENTAURE, à environ 5.000 LY de la Terre cette nébuleuse présente deux caractéristiques exceptionnelles : La première, c'est sa température (-272 degrés Kelvin), à un degré près du froid absolu, plus froide que le rayonnement fossile issu du Big Bang ! ce qui en fait l'endroit le plus froid, connu à ce jour, de l'univers. Cette température extrême est due à l'énorme vitesse d'éjection des gaz dans l'espace environnant (à des vitesses de 500.000 kms/h, soit "seulement" 0.5 pour mille de la vitesse de la lumière !). La seconde caractéristique, c'est sa forme tout-à-fait inhabituelle et encore inexpliquée à ce jour. Les spécialistes avancent l'hypothèse de l'extrême jeunesse du phénomène qui n'aurait pas encore atteint ses formes définitives.

La fin de vie d'une étoile moyenne est un phénomène relativement courant dans l'Univers et il existe dans notre propre galaxie, la Voie Lactée, des milliers de nébuleuses de ce type. La finesse d'observation des télescopes actuels nous pemet d'en apprécier toute la beauté.

NB : Les images présentées ci-dessus sont issues du site public : http://www.spacetelescope.org/