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Publié par Scientifique


 

ESO VLT planetary nebula

La nouvelle nébuleuse planétaire ETHOS 1. Photo Miszalski, Corradi, Boffin et al.

Depuis qu’il lève les yeux vers le ciel, Homo sapiens sapiens tente de comptabiliser les étoiles, de cartographier les constellations. C’est une pulsion innée, propre à notre espèce, que cette tentation, cet espoir, ce rêve de maîtriser la nature par le chiffre.  Jusqu’à l’invention de la lunette astronomique par Galilée en 1609, toutes les mesures s’effectuaient à l’œil nu : les premiers grands catalogues d’étoiles de l’histoire, l’Almageste de Claude Ptolémée, dressé au II e siècle et l’Uranometria publié par Johann Bayer en 1603 en comptaient… à peine plus de mille ! Mais en inventant la lunette astronomique, les astronomes ont ouvert la boîte de Pandore, ce qu’ils ont trouvé là-haut dépassant toutes leurs capacités d’observateurs, de calculateurs : si la carte du ciel de John Flamsteed, fondateur de l’Observatoire de Greenwich, ne compte que 2866 étoiles, celle de Joseph-Jérôme Lefrançois de Lalande, éditée par l’Observatoire de Paris à la fin du XVIII e siècle en recense déjà 47 390 ! Les astronomes des Lumières l’ignoraient, mais la boîte de Pandore ne se refermerait plus… C’est ainsi que, pendant près de deux siècles, jusqu’à la dernière décennie du XIX e siècle, les astronomes du monde entier allaient passer la plupart de leurs nuits, des décennies durant, à repérer une à une les étoiles et à mesurer leurs coordonnées célestes.

Ce travail de titan, poussé à son paroxysme par Friedrich Wilhelm Argelander, aboutit à la publication du monumental Bonner Durchmusterung, qui compte 324 188 étoiles ! Mais l’arpentage céleste devait continuer, alors il continua… Les astronomes, saisis de vertige, renoncèrent à compter les étoiles une à une, l’œil à l’oculaire de leur lunette : ils avaient déjà compris qu’il y en avait beaucoup, beaucoup trop dans le ciel. L’invention de la photographie leur donna un temps l’illusion qu’ils allaient pouvoir reprendre la moisson des vastes champs célestes. En 1891, une entreprise internationale d’une ampleur sans précédent fut lancée, sous l’égide de l’Observatoire de Paris : La Carte du ciel. Il s’agissait de photographier l’ensemble de la voûte céleste, depuis une vingtaine d’observatoires, distribués dans le monde entier, depuis l’Europe jusqu’en Australie en passant par les deux Amériques et l’Afrique australe. Chaque observatoire était équipé de lunettes et de plaques photographiques identiques. La Carte du ciel fut dressée en trente ans, elle compte plus de quatre millions six cent mille étoiles et est toujours utilisée aujourd’hui.

Dans les années 1950 à 1980, le ciel entier fut de nouveau cartographié, cette fois ci avec de puissants télescopes : au mont Palomar, en Californie, à l’observatoire de La Silla, au Chili et à l’observatoire de Siding Spring, en Australie, des millions de plaques photographiques géantes, mesurant 30 x 30 centimètres, installées au foyer de télescopes de Schmidt, des « super téléobjectifs » de un mètre de diamètre et trois mètres de distance focale.

Au début du XXI e siècle, ces plaques photographiques ont été scannées intégralement, par exemple avec la machine Supercosmos, et elles sont désormais d’un accès publique, libre et gratuit.

A l’orée de la seconde décennie du XXI e siècle, le plus grand catalogue céleste est virtuel, il est stocké dans des banques informatiques et son volume insensé l’empêche d’être publié sur papier : l’USNO-B1.0, dressé automatiquement par des logiciels de reconnaissance de forme, à partir de ce demi siècle d’arpentage photographique du ciel, comptabilise un milliard quarante deux millions six cent dix huit mille deux cent soixante et un objets célestes !

Cette quantité colossale de données enregistrées par les astronomes depuis des décennies n’a pas encore été dépouillée, elle ne le sera d’ailleurs peut-être jamais. Des découvertes attendent d’être faites dans d’anciens catalogues, sur de vieilles images, parfois oubliées. Ainsi, les plaques photographiques prises entre 1950 et 1990 par les grands télescopes de Schmidt connaissent aujourd’hui, grâce à leur numérisation et de nouveaux traitements d’images, une nouvelle vie.

En témoigne la récente découverte d’une spectaculaire nébuleuse, ETHOS 1, qui se cachait dans la constellation de la Lyre et avait échappé jusqu’ici aux astronomes professionnels et amateurs, alors qu’elle se trouve non loin de Véga de la Lyre, une région du ciel observée et photographiée chaque nuit ou presque !

ETHOS 1 a été découverte par une équipe internationale d’astronomes utilisant la machine Supercosmos. L’objectif de cette équipe, essentiellement européenne (Brent Miszalski, Romano Corradi, Henri Boffin, David Jones, Laurence Sabin, Miguel Santander-Garcia, Pablo Rodriguez-Gil et Maria del Mar Rubio-Diez) est d’étudier les nébuleuses planétaires, ces corolles de gaz expulsées par les étoiles comparables au Soleil à la fin de leur existence, quand, à court de combustible nucléaire et parvenues au stade d’étoiles géantes rouges, elles deviennent instables. La formation et l’évolution de ces astres d’une grande beauté ne sont pas encore bien comprises par les chercheurs. Certaines nébuleuses planétaires sont presque parfaitement sphériques, d’autres ont des structures symétriques très complexes, enfin, certaines montrent des jets énigmatiques… C’est justement le cas de ETHOS 1, dont la structure particulière – une coquille et un double jet très symétriques – a intrigué les astronomes… Une fois découverte à l’aide de Supercosmos, Henri Boffin, astronome de l’Observatoire européen austral, et ses collègues ont pointé vers la belle nébuleuse le Very Large Telescope européen afin de mieux comprendre sa structure. L’équipe d’astronomes a d’abord mesuré la vitesse d’expansion des deux jets (120 km/s, soit 430 000 km/h !) puis évalué l’âge de la nébuleuse, extrêmement jeune, au moins à l’échelle cosmique : environ 900 ans pour la corolle sphérique et 1800 ans pour les jets. Ainsi, le double jet de ETHOS 1 a été émis bien avant que la nébuleuse planétaire se forme, restait à comprendre pourquoi…

Nos chercheurs ont découvert au coeur de ETHOS 1 non pas une, mais deux étoiles, extraordinairement serrées, lancées dans une course folle : séparées par seulement deux millions de kilomètres, elles se tournent autour en une douzaine d’heures seulement ! Pour l’équipe de recherche, ETHOS 1 est le vestige du ballet mortel entre les deux astres : La plus massive des deux étoiles, en fin d’évolution, a vu sa taille grandir et a commencé à partager son enveloppe gazeuse avec sa compagne… Ce transfert de masse, très perturbant pour l’équilibre du couple stellaire, s’est accompagné de l’éjection de matière dans une direction perpendiculaire à leur plan de rotation, puis, lors d’une phase d’instabilité de l’étoile géante, l’enveloppe a été expulsée : c’est la nébuleuse sphérique actuellement en expansion…

La découverte sur ces anciennes plaques photographiques de la nébuleuse ETHOS 1 est une aubaine pour les astronomes : les nébuleuses planétaires, astres éphémères à l’échelle cosmique, sont très rares, même à l’échelle de la Galaxie… On en connaît actuellement moins de trois mille. Or ETHOS 1 est l’une des rares nébuleuses planétaires au sein desquelles ce type de jets et une étoile double ont été découverts ensemble… Il reste probablement beaucoup d’autres nébuleuses à trouver, dans l’immensité nocturne arpentée par Supercosmos, ce livre ouvert sur le ciel, dont chacun d’entre nous peut explorer les pages.

Serge Brunier

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