MESSIER 27 - LA NéBULEUSE DES HALTèRES

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Bienvenue à Messier lundi! Dans notre hommage continu au grand Tammy Plotner, nous jetons un coup d'œil à la célèbre nébuleuse d'haltères facilement repérable. Prendre plaisir!

Au XVIIIe siècle, le célèbre astronome français Charles Messier a noté la présence de plusieurs «objets nébuleux» dans le ciel nocturne. Les ayant à l'origine confondus avec des comètes, il a commencé à en dresser une liste afin que d'autres ne commettent pas la même erreur que lui. Avec le temps, cette liste comprendrait 100 des objets les plus fabuleux du ciel nocturne.

Connu aujourd'hui sous le nom de catalogue Messier, ce travail est devenu l'un des jalons les plus importants de l'étude des objets de l'espace profond. L'un d'eux est la célèbre nébuleuse d'haltères - également connue sous le nom de Messier 27, la nébuleuse Apple Core et NGC 6853. En raison de sa luminosité, elle est facilement visible avec des jumelles et des télescopes amateurs, et a été la première nébuleuse planétaire découverte par Charles Messier.

La description:

Cette nébuleuse planétaire lumineuse est située en direction de la constellation de Vulpecula, à une distance d'environ 1 360 années-lumière de la Terre. Située dans le plan équatorial, cette nébuleuse est essentiellement une étoile mourante qui éjecte une coquille de gaz chauds dans l'espace depuis environ 48 000 ans.

L'étoile responsable est une étoile sous-naine bleuâtre extrêmement chaude, qui émet principalement un rayonnement hautement énergétique dans la partie non visible du spectre électromagnétique. Cette énergie est absorbée en excitant le gaz de la nébuleuse, puis réémise par la nébuleuse. La lueur verte particulière de Messier 27 (d'où le surnom de «Nébuleuse du cœur d'Apple») est due à la présence d'oxygène doublement ionisé en son centre, qui émet une lumière verte à 5007 angströms.

Pendant de nombreuses années, j'ai cherché à comprendre le M27 distant et mystérieux, mais personne n'a pu répondre à mes questions. Je l'ai recherché et j'ai appris qu'il était composé d'oxygène doublement ionisé. J'avais espéré qu'il y avait peut-être une raison spectrale à ce que je voyais année après année - mais toujours pas de réponse.

Comme tous les amateurs, je suis devenu victime de «fièvre d'ouverture» et j'ai continué à étudier le M27 avec un télescope de 12 pouces, sans jamais réaliser que la réponse était là - je n'avais tout simplement pas assez de puissance. Plusieurs années plus tard, alors que j'étudiais à l'Observatoire, je regardais à travers un télescope 12 "identique d'un ami et, comme par hasard, il utilisait environ le double du grossissement que j'utilisais normalement sur le" haltère ".

Imaginez mon étonnement total en réalisant pour la toute première fois que la faible étoile centrale avait un compagnon encore plus faible qui lui donnait l'impression de cligner des yeux! À des ouvertures plus petites ou à faible puissance, cela n'a pas été révélé. Pourtant, l'œil pouvait «voir» un mouvement à l'intérieur de la nébuleuse - l'étoile centrale rayonnante et son compagnon.

Comme W.G. Mathews de l'Université de Californie l'a dit dans son étude «Evolution dynamique d'une nébuleuse planétaire modèle»:

«Alors que le gaz au bord intérieur commence à s'ioniser, la pression dans toute la nébuleuse est égalisée par un choc qui se déplace vers l'extérieur à travers le gaz neutre. Plus tard, quand environ 1/10 de la masse nébulaire est ionisée, un deuxième choc est libéré du front ionisé, et ce choc se déplace à travers la coque neutre pour atteindre le bord extérieur. La densité du gaz HI juste derrière le choc est assez élevée et la vitesse du gaz vers l'extérieur augmente jusqu'à ce qu'elle atteigne un maximum de 40 à 80 km par seconde juste derrière le front du choc. L'apparence projetée de la nébuleuse au cours de cette étape a une structure à double anneau semblable à celle de nombreux planétaires observés. »

RÉ. Lupu de John Hopkins a également fait des études de mouvement, qu'ils ont publiées dans une étude intitulée "Découverte des émissions d'hydrogène moléculaire pompé par Lyman-alpha dans les nébuleuses planétaires NGC 6853 et NGC 3132". Comme ils l'ont indiqué, et les ont trouvés "ont des signatures de faible luminosité de surface dans le visible et le proche infrarouge."

Mais, mouvement ou pas de mouvement, Messier 27 est connu comme l'un des premiers «pollueurs» du milieu interstellaire. Comme Joseph L. Hora (et al.) Du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics l'a dit dans son étude de 2008 «Nébuleuses planétaires: exposer les principaux pollueurs de l'ISM»:

«Les taux de perte de masse élevés des étoiles dans leur stade d'évolution de branche géante asymptotique (AGB) sont l'une des voies les plus importantes pour le retour de masse des étoiles vers l'ISM. Dans la phase des nébuleuses planétaires (PNe), le matériau éjecté est illuminé et peut être altéré par le rayonnement UV de l'étoile centrale. Les PNe jouent donc un rôle important dans le processus de recyclage ISM et dans l'évolution de l'environnement qui les entoure…
«Un lien clé dans le recyclage des matériaux vers le milieu interstellaire (ISM) est la phase d'évolution stellaire de la branche géante asymptotique (AGB) à l'étoile naine blanche. Lorsque les étoiles sont sur l'AGB, elles commencent à perdre de la masse à un rythme prodigieux. Les étoiles sur l'AGB sont relativement fraîches et leurs atmosphères sont un environnement fertile pour la formation de poussières et de molécules. Le matériau peut comprendre de l'hydrogène moléculaire (H2), des silicates et des poussières riches en carbone. La star salit son voisinage immédiat avec ces émissions nocives. L'étoile brûle du carburant à hydrogène propre, mais contrairement à un véhicule à hydrogène «vert» qui ne produit rien d'autre que de l'eau, l'étoile produit des éjectas de différents types, dont certains ont des propriétés similaires à celles de la suie d'une automobile à gaz. Une fraction importante du matériel retourné à l'ISM passe par la voie AGB-PNe, faisant de ces étoiles l'une des principales sources de pollution de l'ISM.
«Cependant, ces étoiles n'ont pas encore fini avec leur éjecta stellaire. Avant que le vent AGB lent et massif puisse s'échapper, l'étoile commence une évolution rapide où elle se contracte et sa température de surface augmente. L'étoile commence à éjecter un vent moins massif mais à grande vitesse qui s'écrase sur le matériau circumstellaire existant, ce qui peut créer un choc et une coquille de densité plus élevée. À mesure que la température stellaire augmente, le flux UV augmente et il ionise le gaz entourant l'étoile centrale et peut exciter l'émission de molécules, chauffer la poussière et même commencer à briser les molécules et les grains de poussière. Les objets sont alors visibles sous forme de nébuleuses planétaires, exposant leur longue histoire de crachats de matière dans l'ISM, et poursuivant le traitement de l'éjecta. Il existe même des rapports selon lesquels les étoiles centrales de certains PNe pourraient s'engager dans la nucléosynthèse à des fins d'auto-enrichissement, ce qui peut être retracé en surveillant les abondances élémentaires dans les nébuleuses. De toute évidence, nous devons évaluer et comprendre les processus en cours dans ces objets afin de comprendre leur impact sur l'ISM et leur influence sur les générations futures d'étoiles. »

Histoire de l'observation:

Donc, il y a de fortes chances que le 12 juillet 1764, lorsque Charles Messier ait découvert cette nouvelle et fascinante classe d'objets, il n'avait pas vraiment la moindre idée de l'importance de son observation. D'après ses notes de cette nuit, il rapporte:

«J'ai travaillé sur la recherche des nébuleuses, et j'en ai découvert une dans la constellation Vulpecula, entre les deux pattes antérieures, et très près de l'étoile de cinquième magnitude, la quatorzième de cette constellation, selon le catalogue de Flamsteed: On voit bien dans un réfracteur ordinaire de trois pieds et demi. Je l'ai examiné avec un télescope grégorien qui s'est agrandi 104 fois: il apparaît de forme ovale; il ne contient aucune étoile; son diamètre est d'environ 4 minutes d'arc. J'ai comparé cette nébuleuse avec l'étoile voisine que j'ai mentionnée ci-dessus [14 Vul]; son ascension droite a été conclue à 297j 21 ′ 41 ″, et sa déclinaison 22d 4 ′ 0 ″ nord. "

Bien sûr, la propre curiosité de Sir William Herschel l'emporterait sur lui et même s'il ne publierait jamais ses propres découvertes sur un objet précédemment catalogué par Messier, il conservait ses propres notes privées. Voici un extrait de l'une de ses nombreuses observations:

«1782, 30 septembre. Ma sœur a découvert cette nébuleuse ce soir en balayant les comètes; en comparant sa place avec les nébuleuses de Messier, nous constatons que c'est sa 27. Elle est très curieuse avec une pièce composée; sa forme, bien qu'ovale comme l'appelle M. [Messier], est plutôt divisée en deux; elle est située parmi un certain nombre de petites étoiles [faibles], mais avec cette pièce composée aucune étoile n'est visible en elle. Je ne peux que le faire porter 278. Il s'évanouit avec des pouvoirs supérieurs à cause de sa faible lumière. Avec 278, la division entre les deux patchs est plus forte, car la faible lumière intermédiaire disparaît davantage. »

Alors, où Messier 27 a-t-il obtenu son surnom célèbre? De Sir John Herschel, qui a écrit: «Un objet des plus extraordinaires; tres brillant; une nébuleuse non résolue, en forme de sablier, remplie d'un contour ovale avec une nébulosité beaucoup moins dense. La masse centrale peut être comparée à une vertèbre ou à un haltère. La tête sud est plus dense que le nord. Une ou deux étoiles y sont vues. »

Il faudrait plusieurs années, et plusieurs autres astronomes historiques, avant même que la vraie nature de Messier 27 ne soit révélée. À un certain niveau, ils ont compris qu'il s'agissait d'une nébuleuse - mais ce n'est qu'en 1864 que William Huggins est arrivé et a commencé à décoder le mystère:

«Il est évident que les nébuleuses 37 H IV (NGC 3242), Struve 6 (NGC 6572), 73 H IV (NGC 6826), 1 H IV (NGC 7009), 57 M, 18 H. IV (NGC 7662) et 27 M. ne peut plus être considéré comme une agrégation de soleils selon l'ordre auquel appartiennent notre propre soleil et les étoiles fixes. Nous n'avons plus à faire avec ces objets une modification spéciale que de notre propre type de soleils, mais nous nous trouvons en présence d'objets possédant un plan de structure distinct et particulier. Au lieu d'un corps incandescent solide ou liquide transmettant la lumière de toutes réfrangibilités à travers une atmosphère qui intercepte par absorption un certain nombre d'entre eux, tel que notre soleil semble l'être, il faut probablement considérer ces objets, ou du moins leurs photo-surfaces, comme d'énormes masses de gaz ou de vapeur lumineux. Car c'est seulement à partir de la matière à l'état gazeux que l'on sait que la lumière constituée de certaines réfrangibilités définies, comme c'est le cas avec la lumière de ces nébuleuses, est émise.

Que vous appréciez ou non M27 comme l'une des plus belles nébuleuses planétaires du ciel nocturne (ou comme objet scientifique), vous serez à 100% d'accord avec les paroles de Burnham: «L'observateur qui passe quelques instants dans une contemplation tranquille de cette la nébuleuse sera sensibilisée au contact direct avec les choses cosmiques; même le rayonnement qui nous parvient des profondeurs célestes est d'un type inconnu sur Terre… »

Localisation de Messier 27:

Lorsque vous commencez, Messier 27 apparaîtra comme une cible si insaisissable - mais avec quelques simples "astuces" du ciel, il ne faudra pas longtemps pour trouver cette nébuleuse planétaire spectaculaire dans à peu près toutes les conditions du ciel. La partie la plus difficile consiste simplement à trier toutes les étoiles de la région pour savoir quelles sont les bonnes cibles!

La façon dont j'ai trouvé le plus facile d'enseigner aux autres était de commencer BIG. Les motifs cruciformes des constellations du Cygne et de l'Aquila sont faciles à reconnaître et peuvent être vus même dans les zones urbaines. Une fois que vous avez identifié ces deux constellations, vous allez plus petit en localisant Lyra et la minuscule forme de cerf-volant de Delphinus.

Maintenant que vous avez fait le tour de la zone et la chasse à Vulpecula le renard commence! Qu'est-ce que tu dis? Vous ne pouvez pas distinguer les étoiles primaires de Vulpecula du reste du champ? Tu as raison. Ils ne se distinguent pas comme ils le devraient, et être tentés de viser simplement à mi-chemin entre Albeireo (Beta Cygni) et Alpha Delphini est trop long pour être précis. Alors qu'allons-nous faire? C'est ici que la patience entre en jeu.

Si vous vous donnez du temps, vous commencerez à remarquer que les étoiles de Sagitta sont si légèrement plus brillantes que les autres étoiles du champ qui l'entourent, et il ne faudra pas longtemps avant de choisir ce motif de flèche. Dans votre esprit, mesurez la distance entre Delta et Gamma (la forme 8 et Y sur une carte Starfinder), puis visez simplement vos jumelles ou votre chercheur exactement la même distance en raison du nord de Gamma.

Vous trouverez M27 à chaque fois! Dans les jumelles moyennes, elle apparaîtra comme une grande étoile floue et floue dans un champ stellaire. Dans le chercheur, cela peut ne pas apparaître du tout… Mais dans un télescope? Soyez prêt à être époustouflé! Et voici les faits rapides sur la nébuleuse de l'haltère pour vous aider à démarrer:

Nom d'objet: Messier 27
Désignations alternatives: M27, NGC 6853, La nébuleuse des haltères
Type d'objet: Nébuleuse planétaire
Constellation: Vulpécule
Ascension droite: 19: 59,6 (h: m)
Déclinaison: +22: 43 (deg: m)
Distance: 1,25 (kly)
Luminosité visuelle: 7,4 (mag)
Dimension apparente: 8,0 × 5,7 (arc min)

Nous avons écrit de nombreux articles intéressants sur Messier Objects ici à Space Magazine. Voici l'introduction de Tammy Plotner aux objets Messier, M1 - La nébuleuse du crabe, M8 - La nébuleuse du lagon, et les articles de David Dickison sur les marathons Messier 2013 et 2014.

N'oubliez pas de consulter notre catalogue Messier complet. Et pour plus d'informations, consultez la base de données SEDS Messier.

Sources: