Le télescope spatial James Webb offre un regard fascinant sur la nébuleuse annulaire (photos)
À environ 2 200 années-lumière de l’endroit où vous êtes assis se trouvent les restes en forme de Cheerio d’une étoile mourante – des restes qui forment une structure connue sous le nom de nébuleuse de l’Anneau. Et lundi 21 août, les scientifiques ont annoncé que le télescope spatial James Webb avait de nouveau décroché l’or, offrant ainsi une nouvelle vue plutôt belle sur ce halo cosmique emblématique.
« Lorsque nous avons vu les images pour la première fois, nous avons été stupéfaits par la quantité de détails qu’elles contiennent. L’anneau brillant qui donne son nom à la nébuleuse est composé d’environ 20 000 amas individuels d’hydrogène moléculaire dense, chacun d’eux étant à peu près aussi massif que la Terre. « , a déclaré Roger Wesson de l’Université de Cardiff dans un communiqué.
À ne pas confondre avec l’une des toutes premières images du JWST, la nébuleuse de l’anneau sud, la nébuleuse de l’anneau (également connue sous le nom de Messier 57) est considérée comme l’un des plus grands exemples de nébuleuse planétaire que nous ayons jusqu’à présent. On pourrait cependant affirmer que « nébuleuse planétaire » est un terme quelque peu trompeur pour désigner ce spectacle à l’échelle d’une année-lumière. Cela n’a vraiment rien à voir avec les planètes. Les nébuleuses planétaires sont essentiellement des régions de gaz et de poussières cosmiques formées à partir des enveloppes externes d’étoiles mourantes, dans ce cas-ci une étoile assez sphérique et semblable au soleil.
« On pensait autrefois que les nébuleuses planétaires étaient de simples objets ronds avec une seule étoile mourante au centre. Elles devaient leur nom à leur apparence floue, semblable à celle d’une planète, observée à travers de petits télescopes », a déclaré Wesson. « Il y a seulement quelques milliers d’années, cette étoile était encore une géante rouge qui perdait la majeure partie de sa masse. En guise d’adieu final, le noyau chaud ionise maintenant, ou réchauffe, ce gaz expulsé, et la nébuleuse répond par une émission colorée de lumière. »
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Qu’a trouvé le JWST ?
Si vous vous demandez ce que vous regardez ici, tout d’abord, l’Agence spatiale européenne (ESA) a dressé un tableau magnifique de l’angle sous lequel nous voyons la Nébuleuse de l’Anneau.
Dans cette nouvelle image, nous regardons presque directement l’un des poteaux de la structure, a expliqué l’agence, et le baril de matériau aux couleurs vives est dirigé vers l’opposé. Gardez à l’esprit qu’en réalité, cette scène est en trois dimensions. Ainsi, au centre de cette nébuleuse, que l’ESA assimile à un « beignet déformé », se trouve une tonne de matériaux de moindre densité emballés à l’intérieur. Ce genre de choses nous est également signalé.
Au milieu de toute la structure se trouve une étoile en route vers son destin ultime. Cela deviendra bientôt un nain blanc, également connue sous le nom d’étoile cadavre. Les naines blanches portent ce sinistre nom car elles représentent la dernière étape de l’évolution stellaire.
Pendant que ce processus de mort stellaire se produit, l’étoile mourante semble en quelque sorte éjecter ses enveloppes externes de gaz, ce qui est à l’origine de la partie vibrante de « l’anneau » de la nébuleuse de l’Anneau vue dans la nouvelle image JWST.
Grâce à son armée de capteurs infrarouges de pointe, le JWST a réussi à obtenir des images offrant « une résolution spatiale et une sensibilité spectrale sans précédent » concernant tout ce chaos cosmique, selon le communiqué de l’ESA. Cela signifie que le télescope spatial, situé à environ 1,6 million de kilomètres de Terrea pu révéler des détails sur la structure complexe de la nébuleuse annulaire que les scientifiques n’avaient tout simplement pas analysés auparavant.
Par exemple, en capturant les longueurs d’onde de la lumière infrarouge émise par la nébuleuse, autrement appelées longueurs d’onde de la lumière invisibles à l’œil humain, le JWST a dévoilé des informations sur la structure du filament de l’anneau intérieur ainsi qu’environ dix « arcs » concentriques dans les régions extérieures du phénomène. Ces caractéristiques en forme de cible ont en fait été une surprise.
« Ces arcs ont dû se former tous les 280 ans environ, alors que l’étoile centrale perdait ses couches externes », a déclaré Wesson. « Quand une seule étoile évolue en une nébuleuse planétaire, nous ne connaissons aucun processus qui dure ce genre de période. Au lieu de cela, ces anneaux suggèrent qu’il doit y avoir une étoile compagne dans le système, en orbite à peu près aussi loin de l’étoile. étoile centrale comme Pluton le fait depuis notre soleil.
« Alors que l’étoile mourante rejetait son atmosphère, l’étoile compagne a façonné l’écoulement et l’a sculpté », a expliqué Wesson, soulignant qu' »aucun télescope précédent n’avait la sensibilité et la résolution spatiale nécessaires pour découvrir cet effet subtil ».
Les super pouvoirs du JWST
À ce propos, ces résultats soulignent bien que la promesse de cette machine, autrefois un rêve ambitieux, s’est absolument réalisée.
En un mot, le travail du JWST est de nous montrer des choses dans l’univers illuminées dans la région infrarouge du spectre électromagnétique ; des choses bien au-delà de la capacité de nos yeux nus et, en fait, au-delà de certains de nos instruments les plus puissants.
« Nous avons réalisé que les observations de Webb nous fourniraient des informations inestimables, puisque la nébuleuse annulaire s’intègre parfaitement dans le champ de vision des instruments NIRCam (caméra infrarouge proche) et MIRI (instrument infrarouge moyen) de Webb », a déclaré Wesson.
Avec le JWST, l’équipe a pu remarquer des « pointes curieuses » pointant directement vers l’étoile centrale à l’intérieur du ring. Ces soi-disant pointes n’étaient apparemment que faiblement visibles sur les images prises par le télescope spatial Hubble. « Nous pensons que cela pourrait être dû à des molécules qui peuvent se former dans l’ombre des parties les plus denses de l’anneau, où elles sont protégées du rayonnement direct et intense de l’étoile centrale chaude », a déclaré Wesson.
Pour aborder certains aspects plus techniques des résultats, Wesson explique que l’équipe a identifié une bande étroite d’émission provenant de certaines molécules de l’anneau appelées hydrocarbures aromatiques polycycliques, ou HAP. Les HAP sont essentiellement des molécules carbonées, mais ce qui est important pour ces nouveaux résultats du JWST, c’est qu’ils ne devraient pas se former au sein de la nébuleuse étudiée.
Il convient également de noter que ce n’est pas la première fois que le JWST pointe ses yeux dorés hexagonaux vers la nébuleuse de l’Anneau. Très récemment, la machine a photographié cette poche de l’univers en haute résolution, et les scientifiques ont ajouté des filtres verts et violets fascinants pour créer une scène assez glorieuse à admirer.
Une telle imagerie a également aidé les experts à en apprendre davantage sur les détails complexes de la nébuleuse.
Quant à la suite, Wesson dit qu’une grande question qui a découlé de ces nouvelles observations du JWST est de savoir comment une vieille étoile sphérique ordinaire a réussi à former une nébuleuse aussi ornée que celle-ci. La théorie de Wesson selon laquelle l’étoile aurait un objet compagnon semble être bonne jusqu’à présent – mais seul le temps nous dira si c’est vraiment le cas. Le JWST a certainement les mains pleines.