Le mystère de la nébuleuse de l’anneau bleu est enfin résolu

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Découverte dans l’ultraviolet en 2004, la nébuleuse de l’anneau bleu ne relevait d’aucune des descriptions classiques pour une nébuleuse. On pense maintenant savoir pourquoi. Les astronomes auraient surpris, pour la première fois, la phase courte et transitoire succédant à un événement astrophysique catastrophique.

Il a fallu attendre les années 1920 pour que les astronomes commencent à avoir une idée claire de ce qui se cachait derrière les objets qu’ils observaient et qu’ils appelaient des nébuleuses. L’une des toutes premières, découverte et observée grâce à l’ère de l’astronomie avec des lunettes et des télescopes de Galilée et Newton, avait été la nébuleuse d’Orion et c’est au Français Nicolas-Claude Fabri de Peiresc qu’on le doit en 1610.

Le nombre de ces objets débusqués va croître au siècle suivant au point que l’astronome Charles Messier va constituer son célèbre catalogue de nébuleuses, dont le plus important est celui publié en 1781. Il contenait alors une centaine d’objets diffus au télescope, donc nébuleux, qu’il convenait de ne pas confondre avec des comètes, les objets principaux des travaux de Messier. Ces nébuleuses sont depuis désignées par un « M », pour honorer Messier, suivi d’un nombre. La nébuleuse d’Orion est ainsi M 42 alors que la galaxie d’Andromède est désignée par M 31, la nébuleuse du Crabe par M 1 et la nébuleuse de l’Haltère par M 27 (on utilise aussi parfois la dénomination « Messier » suivie d’un nombre ainsi, par exemple, M 31 s’écrit aussi Messier 31).

Mais, jusqu’à Hubble et la montée en résolution des télescopes, suivie de l’ouverture d’autres fenêtres astronomiques via la radioastronomie et l’astronomie X, personne ne faisait vraiment de distinction entre ces nébuleuses qui sont pourtant de nature et d’origine différentes. Ainsi, pour reprendre dans l’ordre les exemples précédents, on est en présence d’un amas ouvert de jeunes étoiles dans la Voie lactée, d’une grande galaxie spirale, d’un reste de supernova et enfin d’une nébuleuse planétaire.

Le satellite Galaxy Evolution Explorer mission (Galex) était un télescope spatial en orbite qui observait les galaxies en lumière ultraviolette à travers 10 milliards d’années d’histoire cosmique. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l’écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © ScienceMagazine

Or, il y a 16 ans, un autre œil de la noosphère, comme il se doit en orbite autour d’elle, le satellite Galaxy Evolution Explorer mission, alias Galex, avait révélé en observant dans l’ultraviolet une étrange nébuleuse associée à l’étoile TYC 2597-735-1. On pouvait voir en fausse couleur un étrange anneau en UV autour de cet astre situé à environ 6.300 années-lumière du Soleil dans la Voie lactée. Baptisée la « nébuleuse de l’anneau bleu », elle n’entrait dans aucune des cases précédemment utilisées pour classifier les nébuleuses et était donc énigmatique.

Aujourd’hui, en utilisant les données collectées par divers instruments en plus de Galex, à savoir, notamment, les télescopes du W. M. Keck Observatory, à Hawaï, et les satellites Spitzer et Wide-field Survey Explorer (Wise) observant dans l’infrarouge, il est possible de donner une clé à cette énigme. C’est ce qu’explique dans un article paru dans Nature une équipe d’astronomes dont certains faisaient partie de la mission Galex.

Mais, pour comprendre la solution, il faut comprendre l’énigme. On voit clairement une région circulaire avec des émissions dans l’ultraviolet colorées en fausse couleur bleue et ressemblant à des images associées à des nébuleuses planétaires ou des restes de supernovae. Sauf que dans le premier cas, au cœur de la nébuleuse, on observe une naine blanche comme dans le cas de la nébuleuse de la Lyre, ou dans le second cas, souvent une étoile à neutrons, un pulsar même, tel celui de la Nébuleuse du Crabe. Or, TYC 2597-735-1 est une étoile encore sur la séquence principale et pas un cadavre stellaire.

La nébuleuse de l’anneau bleu se compose de deux cônes de débris en expansion. La base d’un cône se déplace vers la Terre. Les deux bases sont entourées de magenta, révélant des ondes de choc créées lorsque les débris parcourent l’espace. Le bleu représente le matériau derrière l’onde de choc et n’est visible que là où les cônes se chevauchent. © Nasa, JPL-Caltech, R. Hurt

Toutefois, en 2006, les télescopes Hale à l’observatoire du Mont Palomar, près de San Diego, et ceux de l’observatoire W. M. Keck, à Hawaï, ont permis de mettre en évidence l’occurrence de la propagation d’une onde de choc dans le milieu interstellaire associé à la Nébuleuse de l’anneau bleu, le genre d’onde produite par une explosion.

Les données collectées dans l’infrarouge avec les satellites Spitzer et Wise de la Nasa ont également mis en évidence la présence d’un disque de poussière autour de TYC 2597-735-1. Mais, en 2017, les observations du chercheur de planètes dans la zone habitable du télescope Hobby-Eberly, au Texas, ont confirmé qu’il n’y avait pas de planète en cours de dislocation par des forces de marée autour de l’étoile. 

L’affaire a commencé à s’éclaircir ensuite en prenant conscience, en plus de ces informations, qu’il était possible de considérer la nébuleuse comme deux cônes de matière éjectée à partir de la région occupée par TYC 2597-735-1 et donc, par effet de perspective, nous n’en verrions qu’un seul comme le montre bien l’animation réalisée à ce sujet dans la vidéo ci-dessus.

Toutes les pièces du puzzle s’emboîtent si la genèse de la nébuleuse fait intervenir initialement une étoile binaire comportant une étoile de masse similaire à celle du Soleil et une autre moins massive (seulement 100 fois la masse de Jupiter environ) qui auraient fini par entrer violemment en collision. TYC 2597-735-1 serait alors l’étoile résultant de la fusion des deux précédentes, un processus qui se serait réalisé en quelques milliers d’années. Les éjections de matière accompagnant le phénomène avec les ondes de choc résultant sont en cours de dilution dans le milieu interstellaire. D’ici quelques milliers à une centaine de milliers d’années, la nébuleuse aura disparu de notre Galaxie.

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37 Commentaires

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