Hubble immortalise les derniers instants d’une étoile avec une précision inédite

Le télescope spatial Hubble a capturé avec une grande précision les derniers instants d’une étoile mourante dans la nébuleuse de l’Œuf, dans la constellation du Cygne, à environ 3 000 années-lumière de la Terre. Nommée ainsi en raison de sa structure caractéristique montrant une étoile jaune entourée de nuages de poussière dense, la nébuleuse offre l’occasion d’étudier la dynamique de fin de vie d’une étoile semblable au Soleil, presque en temps réel.

Présentant deux faisceaux lumineux qui traversent une série d’arcs de gaz et de poussière entourant son étoile centrale, la nébuleuse de l’Œuf est exceptionnellement dynamique. En effet, si la plupart des nébuleuses émettent de la lumière par elles-mêmes en raison de l’ionisation du gaz, la lumière réfléchie par la nébuleuse de l’Œuf provient de son étoile en fin de vie.

À la fin de leurs vies, lorsqu’elles épuisent leurs combustibles thermonucléaires (de l’hélium et de l’hydrogène), les étoiles comme le Soleil se dilatent et éjectent leurs couches externes. Le noyau exposé génère tellement de chaleur qu’il ionise le gaz environnant, créant les halos lumineux que l’on observe généralement dans les nébuleuses planétaires standards. À noter que ces nébuleuses sont qualifiées de « planétaires » par les astronomes, même si elles ne sont pas directement liées aux planètes.

Cependant, la nébuleuse de l’Œuf se situe encore dans une brève phase intermédiaire appelée « stade préplanétaire », qui ne devrait durer que quelques milliers d’années. Il s’agit de la première, de la plus proche et de la plus jeune nébuleuse préplanétaire répertoriée. Étant donné que ce stade constitue un précurseur de nébuleuse planétaire, la nébuleuse de l’Œuf offre une occasion d’étudier en détail le processus d’éjection de matière de l’étoile.

En combinant plusieurs observations s’étendant sur des décennies, le télescope spatial Hubble offre l’aperçu le plus détaillé à ce jour de la dynamique de l’étoile de la nébuleuse de l’Œuf. « Cette image saisissante du télescope spatial Hubble de la NASA révèle un jeu d’ombre et de lumière spectaculaire dans la nébuleuse de l’Œuf, sculptée par de la poussière d’étoiles fraîchement éjectée. Seule la précision de Hubble permet de dévoiler les détails complexes qui laissent entrevoir les processus à l’origine de cette structure énigmatique », indiquent les experts dans un communiqué.

Une série coordonnée d’éjections de matière

Hubble a capturé la première image de la nébuleuse de l’Œuf dans la lumière visible dans les années 1990 avec la caméra Wide Field and Planetary Camera 2 (WFPC2). Cette image a ensuite été complétée en 1997 avec celle de la caméra proche infrarouge Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer (NICMOS), puis en 2003 avec la Advanced Camera for Surveys (ACS). Ces images combinées ont permis de mettre en lumière l’étendue des ondulations de poussière entourant la nébuleuse.

 

Une autre image, capturée par la caméra Wide Field Camera 3 (WFC3) en 2012, a permis de zoomer sur le nuage de poussière central et les jets de gaz de l’étoile. La nouvelle image publiée par la NASA combine l’ensemble des données utilisées pour créer celle de 2012 avec des observations supplémentaires issues du même programme, offrant ainsi une vision d’ensemble plus précise de la nébuleuse.

À son stade précoce d’éjection de matière, la nébuleuse réfléchit la lumière de son étoile, projetée depuis un « œil » polaire au sein du halo de gaz et de poussière environnant. D’après les analyses des chercheurs, cette lumière provient d’un disque de poussière éjecté par l’étoile il y a seulement quelques centaines d’années.

Cette structure fait que la lumière est projetée sous la forme de faisceaux jumeaux qui éclairent les lobes polaires en mouvement rapide et les séries d’arcs concentriques. Leurs formes, ainsi que leurs mouvements, pourraient indiquer des interactions gravitationnelles avec une ou plusieurs étoiles compagnes cachées dans l’épais disque de poussière de l’étoile.

L’équipe estime en outre que les motifs symétriques capturés sur l’image sont trop réguliers pour qu’ils puissent résulter d’une explosion de supernova. Les arcs, les lobes et le nuage de poussière au centre proviendraient plutôt probablement d’une série d’événements d’éjection de matière coordonnés survenus au cœur de l’étoile. Ce processus nécessite des recherches approfondies, car les étoiles vieillissantes comme celle-ci forgent les disques de poussière à l’origine des systèmes planétaires, y compris le Système solaire.