Communiqué de presse

Un étrange alignement de nébuleuses planétaires

4 septembre 2013

Des astronomes ont utilisé le New Technology Telescope de l'ESO ainsi que le Télescope Spatial Hubble du consortium NASA/ESA dans le but d'examiner plus d'une centaine de nébuleuses planétaires situées dans le bulbe central de notre galaxie. Ils ont découvert que les membres de cette famille cosmique dont la forme évoque celle d'un papillon ont mystérieusement tendance à constituer des alignements – un résultat surprenant au vu de leurs passés respectifs et de leurs propriétés distinctes.

En fin de vie, une étoile telle que notre Soleil expulse ses enveloppes extérieures dans l'espace environnant et constitue un objet baptisé nébuleuse planétaire, qui se distingue au travers de ses formes magnifiques et surprenantes à la fois. Certaines d'entre elles, nommées nébuleuses planétaires bipolaires, sont reconnaissables à leurs formes semblables à celle d'un sablier ou d'un papillon fantôme qui entoure l'étoile qui les a enfantés.

Toutes ces nébuleuses se sont formées en des lieux distincts et sont dotées de caractéristiques différentes. Ni les nébuleuses, encore moins les étoiles qui leur ont donné naissance, n'ont par ailleurs interagi avec d'autres nébuleuses planétaires. Pourtant, une nouvelle étude menée par des astronomes de l'Université de Manchester au Royaume-Uni, révèle aujourd'hui l'existence de surprenantes similitudes entre certaines de ces nébuleuses : nombre d'entre elles sont caractérisées par des alignements identiques dans le ciel, en effet.

« Cette découverte est très surprenante et, si elle se confirme, très importante » nous explique Bryan Rees de l'Université de Manchester, l'un des deux co-auteurs de l'article. « Nombre de ces papillons fantômes voient leur axe principal aligné sur le plan de la galaxie. Les images de Hubble et du NTT nous ont offert une très belle vue d'ensemble de ces objets et permis de les étudier en détail ».

Les astronomes ont observé 130 nébuleuses planétaires situées dans le bulbe central de la Voie Lactée. Ils les ont classées en trois types différents [2], et ont examiné de près leurs caractéristiques ainsi que leurs formes.

« Deux des trois classes de nébuleuses observées étaient alignées de façon totalement aléatoire dans le ciel, ce qui était conforme à nos prévisions. Une troisième classe d'objets toutefois – les nébuleuses bipolaires – semblaient être disposées selon un alignement particulier » nous confie le second co-auteur de l'article, Albert Zijlstra, également de l'Université de Manchester. « Tout alignement constitue une surprise, mais un alignement de ce type dans la région centrale et bondée de la galaxie constitue un événement bien plus inattendu ».

Il semble que les formes des nébuleuses planétaires résultent de la rotation du système d'étoiles dont elles sont issues. Elles dépendent donc des propriétés de ce système – le nombre d'étoiles qui composent ce système, ou bien encore le nombre de planètes qui orbitent autour de ce système, peut grandement influer sur la forme de l'enveloppe éjectée. Les formes des nébuleuses bipolaires figurent parmi les plus extrêmes, et résultent vraisemblablement de jets de matière issus du système binaire [3] et perpendiculaires à l'orbite.

« L'alignement qui caractérise ces nébuleuses bipolaires suggère l'existence d'une "anomalie" au sein des systèmes d'étoiles qui peuplent le bulbe central », nous explique Bryan Rees. « Pour qu'elles s'alignent ainsi, il faut que les systèmes d'étoiles qui ont donné naissance à ces nébuleuses soient animés d'un mouvement de rotation perpendiculaire aux nuages interstellaires à partir desquels ils se sont formés, ce qui est pour le moins étrange ».

Si les propriétés de leurs étoiles mères façonnent bel et bien ces nébuleuses, cette découverte suggère l'existence d'un autre paramètre bien plus mystérieux. Parallèlement à ces complexes caractéristiques stellaires, considérons celles de notre Voie Lactée : l'intégralité du bulbe central est en rotation autour du centre galactique. Ce bulbe doit avoir une influence bien plus grande que celle que nous imaginions sur la galaxie toute entière – au travers de ses champs magnétiques notamment. Les astronomes pensent que l'ordonnancement des nébuleuses planétaires pourrait résulter de l'existence de champs magnétiques intenses à l'époque de la formation du bulbe.

Etant donné que les nébuleuses de ce type situées à plus grande proximité de la Terre ne sont pas alignées de façon ordonnée, il est fort probable que ces champs aient été beaucoup plus intenses qu'ils ne le sont actuellement dans notre environnement proche [4].

« L'étude de ces objets est très instructive », conclut Albert Zijlstra. « Le fait qu'ils se comportent réellement de façon inattendue a des conséquences, non seulement sur le passé de chaque étoile prise individuellement, mais également sur l'histoire de notre galaxie toute entière ».

Notes

[1] Le « grand axe » d'une nébuleuse planétaire bipolaire traverse les ailes du papillon, tandis que le « petit axe » traverse son corps.

[2] Les formes des nébuleuses planétaires ont permis de les classer en trois types, selon les conventions suivantes : elliptiques, dotées ou non d'une structure interne alignée, et bipolaires.

[3] Un système binaire est constitué de deux étoiles en rotation autour de leur centre de gravité commun.

[4] Nous savons très peu de choses sur l'origine et les caractéristiques des champs magnétiques présents dans notre galaxie lorsque celle-ci était encore jeune, nous ne pouvons donc affirmer si leur intensité a augmenté ou diminué avec le temps.

Plus d'informations

Ce travail de recherche a fait l'objet d'un article intitulé "Alignment of the Angular Momentum Vectors of Planetary Nebulae in the Galactic Bulge", à paraître dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

L'équipe est composée de B. Rees (Université de Manchester, Royaume-Uni) et A.A. Zijlstra (Université de Manchester, Royaume-Uni). Bryan Rees est arrivé tardivement dans le domaine de l'astronomie – il a entrepris une thèse de doctorat après avoir pris une retraite anticipée et ce travail constitue en partie son travail de thèse.

L'ESO est la première organisation intergouvernementale pour l'astronomie en Europe et l'observatoire astronomique le plus productif au monde. L'ESO est soutenu par 15 pays : l'Allemagne, l'Autriche, la Belgique, le Brésil, le Danemark, l'Espagne, la Finlande, la France, l'Italie, les Pays-Bas, le Portugal, la République Tchèque, le Royaume-Uni, la Suède et la Suisse. L'ESO conduit d'ambitieux programmes pour la conception, la construction et la gestion de puissants équipements pour l'astronomie au sol qui permettent aux astronomes de faire d'importantes découvertes scientifiques. L'ESO joue également un rôle de leader dans la promotion et l'organisation de la coopération dans le domaine de la recherche en astronomie. L'ESO gère trois sites d'observation uniques, de classe internationale, au Chili : La Silla, Paranal et Chajnantor. À Paranal, l'ESO exploite le VLT « Very Large Telescope », l'observatoire astronomique observant dans le visible le plus avancé au monde et deux télescopes dédiés aux grands sondages. VISTA fonctionne dans l'infrarouge. C'est le plus grand télescope pour les grands sondages. Et, le VLT Survey Telescope (VST) est le plus grand télescope conçu exclusivement pour sonder le ciel dans la lumière visible. L'ESO est le partenaire européen d'ALMA, un télescope astronomique révolutionnaire. ALMA est le plus grand projet astronomique en cours de réalisation. L'ESO est actuellement en train de programmer la réalisation d'un télescope européen géant (E-ELT pour European Extremely Large Telescope) de la classe des 39 mètres qui observera dans le visible et le proche infrarouge. L'E-ELT sera « l'œil le plus grand au monde tourné vers le ciel ».

Liens

• L'article scientifique
• Communiqué de Presse ESA/Hubble
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Bryan Rees
University of Manchester
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Tél: +44 1612 754145
Courriel: bryan.rees@manchester.ac.uk

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Ce texte est une traduction du communiqué de presse de l'ESO eso1338.