Le Repaire des Sciences
Sciences Physiques et Chimiques

 

 

 

 

     Quelles sont les véritables formes des nébuleuses planétaires ?



 

 

   Les nébuleuses planétaires sont de petits objets discrets dans la plupart des instruments d'amateurs. Ce qui frappe souvent à leur propos est leur régularité et leurs symétries. Elles ne deviennent totalement fabuleuses que dans les gros instruments du domaine professionnel.

nébuleuse de la Lyre
Leur nom n'est pas très bien choisi: historiquement, le premier à observer la "nébuleuse annulaire" de la Lyre, Antoine Darguier (1779), la compara à un petit disque planétaire. L'expression fût conservée, peut-être influença t-elle les astronomes qui pensèrent un moment qu'il s'agissait de systèmes solaires en formation. En fait, il s'agirait plutôt du "baroud d'honneur" d'une étoile de petite masse, comparable au Soleil, sur la fin de sa vie. Celle-ci expulse ses couches externes gazeuses, qui peuvent alors prendre de curieuses formes...

 

La nébuleuse de la Lyre ci-dessus par exemple, a longtemps été prise pour une bulle de gaz. Comme la ligne de visée traversant la périphérie de la bulle traverse plus de gaz que celle passant par le centre, on perçoit un centre sombre et une périphérie lumineuse. Cependant, des observations du télescope orbital Hubble tendent à indiquer que cette nébuleuse aurait plutôt la forme d'un court tube enveloppant l'étoile centrale sur son équateur. Depuis la Terre, nous voyons ce tube quasiment le long de son axe de symétrie.
vraie" forme de la nébuleuse de la Lyre...
...Si cela avait été une bulle, on aurait plutôt le cas suivant...

En fait, les nébuleuses planétaires les plus simples sont assez rares (environ 10% de tous les objets de ce type)

nébuleuse planétaire Abell 39 En voici un prototype (Abell 39): coquille bien sphérique, centrée sur la naine blanche ayant généré l'enveloppe.
modèle d'Abell 39
Et voici le modèle théorique correspondant, sur lequel est superposé sa courbe de luminosité. Il y a une forte corrélation entre la réalité et le modèle dans ce cas, ce qui n'est pas si fréquent...

Là où cela se gâte un peu, c'est lorsqu'on tombe sur des spécimens un peu plus originaux:

Nébuleuse Hélix Vue de loin, la nébuleuse Hélix ressemble un peu à la nébuleuse de la Lyre. Par contre sa forme réelle n'est pas aussi simple qu'il n'y paraît...
Hélix vue de côté
En voici une reconstitution vue de côté: une bulle centrale et un disque "équatorial"...

Et la nature nous réserve encore quelques surprises dont elle a le secret:

Nébuleuse Mz3 Pour Mz3, ça se complique... Un axe de symétrie (horizontal ici) et un plan de symétrie (vertical) semble néanmoins subister.
Modèle de Mz3 Cette simulation théorique semble bien rendre compte de la forme de l'engin. Sa formation n'est pas encore très claire, mais elle tourne actuellement autour des points suivants: lors d'une première phase, un disque équatorial lent de poussières et de gaz est émis. Puis, une bouffée de gaz se lance à sa poursuite, mais étant bloquée par le disque déjà formé, ne peu plus s'échapper que par les zones polaires. De plus, les lignes de champ magnétique (détecté dans certains cas à partir de 2002) de l'étoile centrale contribuent à guider ce gaz ionisé vers les régions polaires. Ci-dessous, d'autres visions permettent de changer de perspective (l'image de gauche est celle du véritable objet). © M Magnor; G Kindlmann; C Hanse; N Duric.
D'autres aspects de Mz3
Nébuleuse MyCn18 Le modèle précédent rend honnêtement compte de la forme de MyCn18, cette nébuleuse en forme de diabolo de jongleur
Nébuleuse M2-9 Ainsi que de celle-ci (M2-9), vue de côté cette fois...
ngc2392, l'eskimo
Et peut-être même de ngc2392, la nébuleuse de l'eskimo, qui pourrait être la version vue depuis l'axe de symétrie (sans certitude)...

Sans oublier que toutes les combinaisons restent possibles, ce qui peut donner des résultats assez ahurissants, avec la nébuleuse de "l'oeil de chat":

Nébuleuse planétaire de l'oeil de chat

Il est loin d'être toujours facile d'imaginer les formes réelles des objets astronomiques. Mais connaître leur aspect en volume est un moyen d'imaginer leurs processus de formation et d'évolution. Quelle structure choisira notre Soleil dans 5 milliards d'années, quand il sera temps pour lui de céder la place?...