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Nébuleuses planétaires

Qu'est-ce qu'une nébuleuse planétaire ?

   Catégorie : nébuleuses
Mise à jour 22 janvier 2013

Les nébuleuses planétaires sont de simples sphères en forme de planète lorsqu'on regarde avec un petit télescope. Mais le télescope spatial Hubble est capable de nous montrer aujourd'hui les détails de ces magnifiques objets célestes. Les nébuleuses planétaires ont des formes sphériques variées, ce sont des boules de matière et de gaz fluorescents expulsées par une étoile centrale en fin de vie. Ce sont les vents d'une chaleur intense et les radiations de l'étoile naine centrale qui créent la forme caractéristique des nébuleuses. L'étoile centrale en train de mourir, brille comme des milliers de Soleils.
Elle expulse ses couches gazeuses externes et expose son noyau brulant dont le fort rayonnement ultraviolet illumine le gaz éjecté. Des nébuleuses qui montrent la mort d'une étoile sont courantes, si bien que les astronomes ont pu étudier de près les différentes étapes, de ce scénario bien compris.
Les nébuleuses planétaires sont les plus beaux objets cosmiques que l’on peut admirer avec un grand télescope.

 

Le rayonnement ultraviolet de l'étoile centrale excite les atomes de la matière éjectée, donnant une couleur différente caractéristique à chaque élément. Les nébuleuses planétaires ne vivent pas longtemps elles finissent par se disperser en moins de 50 000 ans.

nota : NGC (New General Catalogue) est l'un des catalogues les plus connus dans le domaine de l'astronomie avec le catalogue Messier.

nota : IC (Catalogue d'Index de galaxies, nébuleuses et groupes d'Étoiles), sert de supplément au Nouveau Catalogue Général.

nota : A (catalogue Abell des amas de galaxies). C'est un catalogue publié en 1958 par George Abell (1927 - 1983) qui liste 4 073 amas de galaxies.

Vidéo : Vie et mort des étoiles ordinaires, par Jean-Pierre Luminet

 

Nébuleuse du papillon ou NGC 2346

    

La nébuleuse du Papillon ou NGC 2346, se situe à environ 2 100 années lumière de la Terre dans la direction de la constellation de la Licorne.
Ce sont les derniers instants d'un spectaculaire système d'étoiles binaires que l'on voit sur la photo ci-contre au centre de la nébuleuse.
Ces deux étoiles sont si proches qu'elles orbitent l'une autour de l'autre en seulement 16 jours.
Même avec Hubble, la paire d'étoiles ne peut pas être vue en tant que deux composantes séparées, tellement elles sont proches l'une de l'autre.
L'une des étoiles serait les restes d'une étoile absorbée par l'autre. En effet les astronomes pensent qu'une des étoiles, en évoluant s'est développée pour devenir une géante rouge et a littéralement absorbé son compagnon.
Les étoiles ont tournoyé ensemble en spirale et la plupart des couches externes de la géante rouge ont été éjectées dans un disque bipolaire dense qui entoure maintenant l'étoile centrale.

 

La nébuleuse est également riche en nuages de poussières, dont certains forment de longues stries sombres qui pointent loin de l'étoile centrale.
Le télescope spatial Hubble a capturé cette image de la nébuleuse planétaire en forme "d'aile de papillon", classée NGC 2346.

Image : La nébuleuse du papillon vue par le télescope spatial Hubble. Les grappes lumineuses du ciel nocturne sont souvent nommées par des noms de fleurs ou d'insectes.
crédit NASA

 Nébuleuse du papillon ou NGC 2346

Nébuleuse de la Lyre ou M57 ou NGC 6720

    

La nébuleuse de l'anneau ou de la Lyre ou M57 découverte en 1779 par Antoine Darquier de Pellepoix, est parmi les objets les plus connus du catalogue Messier. Cette nébuleuse annulaire ressemble beaucoup à la nébuleuse Hélix. Le diamètre réel de l'anneau est de 1,3 al, soit un diamètre apparent d'environ 2 min d'arc. L'anneau visible est composé d'oxygène et d'azote ionisés. Le bord extérieur de l'anneau est quant à lui composé d'hydrogène. La partie sombre à l'intérieur de l'anneau est fait d'hélium, et émet dans l'ultraviolet. M57 est souvent nommée Nébuleuse de l'Anneau, Nébuleuse de la Lyre ou tout simplement La Lyre, nom qu'elle tire de sa constellation hôte. Une nébuleuse planétaire est un disque ténu, aux formes irrégulières et aux couleurs somptueuses. On les a appelé ainsi, car vu dans un petit instrument, aux débuts des observations, elles paraissaient comme de pâles planètes. Elles se présentent comme une nébuleuse de petites dimensions angulaires, souvent de forme circulaire bien symétrique et bien délimité, par opposition aux nébuleuses diffuses qui semblent se diluer dans l'espace et de forme irrégulière. De nombreuses nébuleuses planétaires ont une forme d'anneau, comme l'anneau de la Lyre, ci-contre. Elles montrent une densité de matière plus forte en périphérie qu'à l'intérieur. Une étoile est toujours au centre.

 

En fin de vie, lorsqu'elles ont épuisé leur hydrogène, les étoiles voient leurs couches périphériques se dilater et se refroidir, tandis que le cœur s'effondre et s'échauffe pour atteindre la température de fusion de l'hélium.
Certaines étoiles vont jusqu'à éjecter leurs couches périphériques créant un cocon en expansion. Le cœur mis à nu est une étoile de type W ou O qui rayonne beaucoup de lumière ultraviolette et qui excite la nébuleuse.

Image : Image composée de la nébuleuse planétaire de l'anneau ou de la Lyre ou M57 ou NGC 6720, prise par le télescope Hubble. L'image en lumière visible capturée par le télescope spatial Hubble est combinée avec les données infrarouges du Grand télescope binoculaire terrestre en Arizona. Crédit : NASA, ESA, CR O'Dell Robert (Vanderbilt University), GJ Ferland (Université du Kentucky), WJ Henney et M. Peimbert (Université Nationale Autonome du Mexique). Crédit pour les données du télescope binoculaire : David Thompson (Université d'Arizona)

 Nébuleuse de la Lyre ou Nébuleuse de l'Anneau ou M57

Nébuleuse Dumbbell ou M27

    

En 1764, l'astronome français Charles Messier a décrit ce magnifique nuage cosmique comme une nébuleuse ovale sans étoile.
Cataloguée sous le nom de M 27, elle est maintenant connue sous le nom de Nébuleuse Dumbbell ("haltère" en anglais) à cause de sa forme allongée, ce que les yeux de Messier avaient remarqué.
Cette image profonde de la brillante nébuleuse planétaire révèle l'étoile centrale de Dumbbell et un réseau d'étoiles d'avant et d'arrière plan dans la constellation rosée du Renard (Vulpecula en latin). L'image composite totalise 8 heures de pose à travers un filtre destiné à enregistrer seulement la lumière provenant des atomes d'hydrogène, traçant la structure du faible halo extérieur de la nébuleuse qui s'étend sur des années-lumière.
La Nébuleuse Dumbbell, est une nébuleuse similaire à ce qu'il adviendra de notre Soleil quand il aura épuisé son carburant nucléaire.

 

L'étoile centrale (à l'origine de la nébuleuse) a une magnitude apparente de 13,5, ce qui la rend difficilement observable pour un astronome amateur.
C’est une naine blanche de couleur bleue très chaude (85 000K). Elle est accompagnée d'une autre étoile, encore plus faible (magnitude 17).

Image : La nébuleuse planétaire bipolaire Dumbell ou M27 est un excellent exemple de nébuleuse à émission de gaz éjecté par les étoiles manquant de combustible nucléaire en fin de vie.
Ce qui provoque l'expulsion des couches extérieures de l'étoile, dans l'espace.
La lueur résiduelle est générée par les atomes excités de l'étoile en phase terminale. Ces atomes génèrent malgré tout, une intense lueur ultraviolette invisible.

 Nébuleuse Dumbbell ou M27

Nébuleuse Hélix ou NGC 7293

    

La nébuleuse de l'Hélice est une vedette cosmique souvent photographiée par les astronomes amateurs pour ses couleurs vives et sa ressemblance avec un œil gigantesque.
La nébuleuse découverte au 18ème siècle, est située à environ 650 années-lumière dans la constellation du Verseau et appartient à une classe d'objets appelés nébuleuses planétaires. 
Les nébuleuses planétaires sont les vestiges d'étoiles qui ressemblaient dans leur passé à notre Soleil. Lorsque ces étoiles meurent, elles expulsent dans l'espace leurs couches gazeuses externes.
Ces couches sont échauffées par le noyau chaud de l'étoile morte, une naine blanche, et brillent dans les longueurs d'onde infrarouges et visibles.
Notre Soleil subira la même évolution quand il mourra dans environ cinq milliards d'années.

 

Image : La nébuleuse Hélix ou NGC 7293 vue par le télescope spatial Spitzer.
Les couches gazeuses externes sont représentées en lumière bleue et verte. Le minuscule point blanc au centre de la photographie est l'étoile naine blanche immergée dans une lueur infrarouge étonnamment vive.
La couleur rouge au milieu de l'œil représente les dernières couches de gaz soufflées lors de la mort de l'étoile.
Le cercle rouge lumineux situé au centre est la lueur d'un disque de poussière entourant l'étoile naine blanche. Toutes les planètes intérieures du système ont été carbonisées ou vaporisées tandis que le volume de l'étoile mourante augmentait.

 
 Nébuleuse Hélix ou NGC 7293

Nébuleuse de l'œil de chat ou NGC 6543

    

La nébuleuse de l'œil de chat (NGC 6543 ou cat's eye nebula) avec un diamètre de 20 secondes d'arc, est située au pôle nord de l'écliptique, à 3000 années lumières de la Terre, cette nébuleuse planétaire très brillante, est située dans la constellation du Dragon.
Cette nébuleuse possède un halo de matière très étendu, éjecté pendant sa phase de géante rouge. Le halo mesure 386 secondes d'arc (5,8 minutes d'arc).
Selon une première interprétation, un système binaire serait à l'origine de la nébuleuse.
Les effets dynamiques de deux étoiles tournant en orbite l'une autour de l'autre expliquent plus facilement la structure de cette nébuleuse, qui apparait beaucoup plus complexe que la plupart des autres nébuleuses planétaires connues.
Selon ce modèle, le vent stellaire de l'étoile centrale a créé l'enveloppe allongée, faite de gaz dense et lumineux.
Cette structure est incluse à l'intérieur de deux lobes de gaz, éjectés plus tôt par cette étoile. Ces lobes sont marqués par un anneau de gaz plus dense, probablement éjecté dans le plan orbital du compagnon de l'étoile centrale.

 

Image : La nébuleuse de l'œil du chat ou NGC 6543 vue par le télescope spatial Hubble, l'étoile centrale est en train de mourir en projetant des nuages de poussières et de gaz concentriques autour d'elle. Les astronomes à travers cette étoile, voit la destinée de notre Soleil lorsqu'il entrera dans sa phase terminale dans 5 milliards d'années.

 Nébuleuse de l'œil de chat ou NGC 6543

Nébuleuse NGC 2818

    

La nébuleuse planétaire NGC 2818 est nichée à l'intérieur de l'amas ouvert d'étoiles NGC 2818A et a une magnitude visuelle de 8,2 et donc invisible à l'œil nu. L'amas et la nébuleuse se situent à plus de 10 000 années-lumière, dans la constellation australe de la Boussole appelée Pyxis. Les couleurs observées proviennent des différents éléments plus ou moins ionisés qui émettent chacun dans une longueur d’onde bien particulière. Les couleurs de cette image représentent une gamme d'émissions provenant des nuages de la nébuleuse. Le rouge représente l'azote, le vert représente l'hydrogène, et le bleu, l'oxygène.
Le nom de "nébuleuse planétaire" provient des premières observations de ces objets qui ont parfois un aspect circulaire, comme une planète.

 

En réalité il s'agit d'étoiles arrivées en fin de vie, qui expulsent violemment sous forme de gaz, une bonne partie de la matière qui les compose.
La nébuleuse planétaire NGC2818 est détachée des étoiles environnantes.
Cette image de Hubble a été prise en Novembre 2008 avec l'instrument WFPC2 (Wide Field Planetary Camera 2).

Image : Source: Hubble press release & Gilbert Javaux - PGJ Astronomie
Illustration: NASA, ESA, et the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

 Nébuleuse planétaire NGC 2818

Nébuleuse de l'esquimau ou NGC 2392

    

La nébuleuse planétaire de l'Esquimau ou NGC 2392, a été découverte en 1787 par l'astronome William Herschel dans la constellation des Gémeaux. NGC 2392 ressemble à une tête entourée d'une parka.
Cette nébuleuse est constituée de deux disques, le disque intérieur assez brillant et un le disque extérieur en forme d'anneau irrégulier.
NGC 2392 est à une distance de 4000 année-lumière environ. Il y a à peine 10 000 ans, le gaz visible sur l'image ci-contre, constituait les couches extérieures d’une étoile de type solaire.
L'étoile centrale est clairement visible sur cette image.
Les filaments internes visibles en blanc ont été éjectés par de violents vents de particules provenant de cette étoile centrale.
Le disque extérieur contient des filaments de couleur orange, d'une année-lumière de long.

 

Image : Image prise par le télescope spatial Hubble en janvier 2000. On peut observer ses anneaux concentriques qui justifie son nom de nébuleuse de l'esquimau.
Sa modeste magnitude apparente (9,90) ne permet pas de la voir à l’œil nu, elle peut toutefois être observée avec de petits instruments.
crédit : NASA

 Nébuleuse de l'esquimau ou NGC 2392

Nébuleuse planétaire NGC 6751

    

Les nébuleuses planétaires sont de simples rond en forme de planète lorsqu'on regarde avec un petit télescope. Mais le télescope spatial Hubble est capable de nous montrer les détails de ses objets célestes.
Les nébuleuses planétaires ont des formes sphériques variées, ce sont des boules de gaz fluorescents expulsées par une étoile centrale en fin de vie.
Cette image de Hubble aux couleurs composites est un bel exemple de nébuleuse planétaire classique mais avec des caractéristiques complexes. Cette image de NGC 6751 a été sélectionnée en Avril 2000, pour commémorer le dixième anniversaire de Hubble en orbite. Les couleurs ont été choisies pour représenter les températures relatives du gaz (bleu, orange et rouge, du gaz le plus chaud au gaz le plus froid).
Ce sont les vents d'une chaleur intense et les radiations de l'étoile centrale qui créent la forme caractéristique des nébuleuses. Cette étoile centrale en train de mourir, brille comme 9000 Soleils. Elle expulse ses couches gazeuses externes et expose son noyau brulant dont le fort rayonnement ultraviolet illumine le gaz éjecté.

 

Le diamètre de la nébuleuse est d'environ 0,85 années-lumière, soit environ 600 fois la taille de notre système solaire. NGC 6751 est à 6500 années-lumière de nous, dans la constellation de l'Aigle.

nota : NGC (New General Catalogue) est l'un des catalogues les plus connus dans le domaine de l'astronomie avec le catalogue Messier.

Image : Le nuage de gaz de la nébuleuse planétaire NGC 6751 ressemble à un œil céleste. L'étoile mourante est au centre et ses vents éjectent la poussière issue des couches gazeuses externes de l'étoile.
Crédit : Hubble Heritage Team (STScI/ AURA), NASA

 Nébuleuse planétaire NGC 6751

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