Les différents types de nébuleuses

Les différents types de nébuleuses 

Le mardi matin, Delphine Russeil nous a introduit l’astronomie dans ses différentes formes. Nous avons parlé de différents thèmes, notamment les différents types de nébuleuses. C’est ce thème que nous allons aborder dans cet article.

Il existe donc plusieurs type de nébuleuses avec des caractéristiques distinctes. Il y a:

• Les Nébuleuses planétaires
• Les Nébuleuses gazeuses dites region HII
• Les Nébuleuses par réflexion
• Les Nébuleuses supernova

Pour commencer il faut savoir que les étoiles sont des boules de gaz très denses principalement composées d’hydrogène et d’hélium. Elles sont classées par couleur ( et donc par température: étoiles bleues = étoiles chaudes et étoiles rouges=étoiles froides) sur le diagramme de Hertsprung-Russel, celui-ci représente la luminosité des étoiles en fonction de leur température.

Les étoiles présentes sur la séquence principale de ce diagramme réalisent une fusion d’hydrogène en leur cœur, produisant de l’hélium. Ce processus va libérer une grande quantité d’énergie créant une pression vers l’extérieur mais cette pression va être compensée par la gravité, ce qui rendra l’étoile stable tant que la fusion de l’hydrogène va continuer.

Cependant, lorsque l’hydrogène vient à manquer dans le noyau, c’est la fusion de l’hélium qui prend le relais. Une fois l’hélium également épuisé, les réactions de fusion s’arrêtent et l’étoile devient instable. Elle commence à pulser puis éjecte ses couches externes et son enveloppe dans l’espace. Cette enveloppe forme la Nébuleuse planétaire, illuminée par le noyau restant. Ce noyau est appelé  naine blanche et est extrêmement chaud et dense, ce qui permettra à la Nébuleuse de briller encore longtemps. C’est donc tout simplement une enveloppe de gaz avec une naine blanche en son centre, avec une forme circulaire ou annulaire. Elle apparaît à la fin de vie de l’étoile. Il y a comme exemple la nébuleuse planétaire de la Lyre (M57).

Ce n’est qu’un des phénomènes possibles pour former une Nébuleuse, à présent , nous allons expliquer comment se forment les nébuleuses gazeuses dites région HII.

Ces Nébuleuses se caractérisent par leur phénomène de photoionisation de gaz,  en particulier de l’hydrogène. Elles se trouvent autour des étoiles  chaudes et massives, de type O et B, de couleur bleue. Ces étoiles émettent un rayonnement ultraviolet intense capable de ioniser les atomes d’hydrogène présents autour d’elles. Lorsque qu’un photon UV frappe l’atome d’hydrogène, l’électron  va être éjecté  de l’atome, ne laissant qu’un proton. Après cette photoionisation,  l’électron va être capturé de nouveau par un proton. L’électron retrouve une place dans l’atome, mais souvent à un niveau d’énergie élevé, comme le niveau 3. Il va ensuite descendre progressivement vers un niveau inférieur, en émettant des photons.  Un saut d’énergie se fait au passage du niveau 3 au niveau 2. Ce saut émet une lumière rouge appelé raie H_alpha qui est une raie d’émission dans le rouge du spectre. Une Nébuleuse gazeuse est donc un nuage de gaz ionisé émettant de la lumière lors de la désexcitation des atomes permettant de la voir. Comme exemple il y a la Nébuleuse d’Orion (M42).

Quant aux Nébuleuses par réflexion ce ne sont pas un nuage ou une enveloppe de gaz mais un nuage de poussières interstellaires. Ce type de nébuleuses devient visible en réfléchissant la lumière d’étoiles proches. La lumière des étoiles traverse le nuage de poussières, et les particules présentes dans ce nuage vont diffuser et réfléchir cette lumière.

La lumière bleue est davantage  diffusée  que la lumière rouge, car elle a une longueur d’onde plus courte. Ainsi elle se disperse plus facilement dans différentes directions. A l’inverse, la lumière rouge, avec une longueur d’onde plus longue, est moins diffusée.

C’est pourquoi la couleur apparente d’une nébuleuse par réflexion peut varier en fonction de la position de l’observateur.  Si l’étoile éclairante se trouve au zénith (juste au-dessus de nous), la nébuleuse peut paraître plus rouge, mais dans la grande majorité des cas, elle apparaît bleue. Voici un schéma qui explique bien le phénomène et également un exemple de la Nébuleuse d’Iris.

Et enfin pour finir : la nébuleuse super nova.

Cette nébuleuse est le reste observable d’une supernova, c’est à dire ce qu’on aperçoit après qu’une étoile massive meurt en explosant violemment.

Lorsqu’une étoile de ce type arrive en fin de vie, elle ne peut plus maintenir l’équilibre entre la pression thermique et la gravité. Le cœur de l’étoile s’effondre brutalement, ce qui provoque une explosion. Et lors de cette explosion elle va projeter d’énormes quantités de matière comme de l’hydrogène ou de l’hélium.

Elle est donc constituée de gaz ionisé et s’étend très rapidement. L’explosion initiale libère autant d’énergie en quelques secondes que le Soleil en des milliards d’années. Comme exemple de Nébuleuse supernova nous avons celle du crabe (M1).

Pour conclure on peut dire que les Nébuleuses sont des témoins de vie et de mort des étoiles. Qu’elles soient issues de l’explosion , de la lumière réfléchie, de la fusion d’atome ou de ionisation de gaz, chaque type de Nébuleuses possède des caractéristiques bien à elles (même si elles sont parfois similaires). Leur observation nous permet de mieux comprendre l’évolution des étoiles et les phénomènes  présents dans l’univers. On observe grâce à elles le cycle de vie des étoiles, de leur naissance jusqu’à leur mort.

Par Shoela et Lilou