Une nébuleuse planétaire est l'un des plus beaux objets de l'univers. Et pourtant, ils sont d'une importance vitale, car leurs éléments traités se répandent et se mélangent avec le milieu interstellaire en préparation pour former une nouvelle génération d'étoiles. Il est donc important de les étudier pour comprendre l'évolution stellaire. Mais contrairement à leurs frères stellaires, car il n'y a pas deux pareils, il est difficile de les sélectionner efficacement dans les levés astronomiques du ciel profond. Heureusement, une équipe de recherche a récemment développé une méthode pour faire exactement cela, et leur travail pourrait ouvrir la porte à une compréhension complète du grand cercle de la vie stellaire.
Sortez avec un gémissement
Lorsque des étoiles comme notre soleil frappent enfin le seau, elles ne le font pas de manière ordonnée et ordonnée. Au lieu de cela, au cours d'un million d'années environ, ils se tournent lentement à l'envers, éjectant leurs couches externes dans le système solaire environnant. Halet déchiré par halètement déchiré, l'étoile perd ses couches, ne laissant derrière lui qu'un cœur brûlant. Ce noyau, désormais correctement appelé nain blanc, a une température d'environ un million de degrés et émet de grandes quantités de rayonnement X.
Ce rayonnement frappe le gaz entourant l'étoile maintenant morte. Ce gaz est principalement de l'hydrogène et de l'hélium, comme tout le reste de l'univers, mais contient également des morceaux et des éléments plus lourds et des molécules comme le carbone, l'oxygène et même l'eau. Dynamisés par le rayonnement intense qui souffle sur la naine blanche, les éléments absorbent cette énergie et la réémettent dans toutes sortes de longueurs d'onde colorées. Au cas où vous vous poseriez la question, c'est exactement comment les ampoules fluorescentes fonctionnent, mais à une échelle beaucoup plus grande et plus désordonnée.
Au fil du temps, la naine blanche se refroidira et ne pourra plus soutenir l'éclairage de toute la nébuleuse qui l'entoure, auquel cas la nébuleuse disparaîtra de la vue. Cela se produit environ 10 000 ans après l'exposition initiale du noyau.
C’est ce que nous appelons une nébuleuse planétaire (je n’entrerai pas dans l’histoire du nom car cela n’a aucun sens et nous allons juste devoir vivre avec). Chaque nébuleuse planétaire est unique parce que la physique de leur formation - de l'éjection de couche en couche de matière d'une étoile - est si complexe qu'elle ne peut jamais être répétée exactement. Même si les nébuleuses planétaires ne durent pas longtemps, elles sont étonnamment communes, car les étoiles dont elles sont issues sont elles-mêmes relativement communes. Donc, finalement, nous les voyons partout, scintillant comme des décorations de Noël dans le ciel profond.
Le cercle de la vie stellaire
Trouver, catégoriser et comprendre les nébuleuses planétaires sont d'une importance cruciale pour enrouler nos têtes astronomiques autour de l'évolution complète des étoiles au sein d'une galaxie. En effet, les nébuleuses planétaires constituent le matériau des nouvelles générations d'étoiles. Grâce à une lente dispersion de la poussière et des gaz dans les nébuleuses, et parfois même à de violentes explosions dues à des radiations et des vents extrêmes, le matériau pénètre dans l'espace interstellaire. Là, il se mélange et se mêle au milieu galactique général et finit par trouver son chemin dans un nouveau système stellaire bébé, et le cycle continue.
De plus, nous devons comprendre les nébuleuses planétaires car elles nous donnent une image de la façon dont les étoiles comme notre soleil meurent. Dans nos enquêtes, nous voyons toutes sortes de nébuleuses planétaires. Parfois, nous voyons de belles structures hélicoïdales ou en spirale. Parfois, nous voyons des sphères ou des ovales. Et parfois, nous voyons juste un tas de chiffons en lambeaux qui peuvent à peine s'appeler une nébuleuse. Comment émergent ces schémas complexes et disparates? Comment deux étoiles apparemment très similaires peuvent-elles donner naissance à des nébuleuses planétaires radicalement différentes? Nous ne savons pas.
Et ce n'est pas la fin des questions. Quelle est l'importance des nébuleuses planétaires pour enrichir le milieu interstellaire? Par rapport à dire supernova. À quelle vitesse le matériau peut-il se disperser et trouver son chemin intégré dans une nouvelle génération d'étoiles?
Ce sont toutes de très bonnes questions, toutes sans très bonnes réponses
Quelques bons pixels
La bonne réponse à tout ensemble de questions comme celle-ci est généralement plus de données. Nous avons besoin de beaucoup d'observations de beaucoup de nébuleuses planétaires pour essayer de construire une base de données statistiques décente afin que nous puissions commencer à comparer et à contraster d'une manière scientifique solide. Mais il y a un problème qui apparaît si nous voulons commencer à développer des levés massifs pour repérer des milliers et des milliers de nébuleuses planétaires dans le ciel. Le problème est qu'il n'y a pas deux nébuleuses semblables, il est donc très difficile de trouver un schéma de classification simple qui sélectionne les nébuleuses planétaires à partir d'autres bits aléatoires de l'espace.
Encore plus frustrant, à l'échelle et à la résolution de la plupart des levés du ciel, les nébuleuses planétaires ne sont que quelques pixels flous. Comment pouvez-vous les distinguer les uns des autres? C'est là que la nouvelle recherche entre en jeu. Une équipe d'astronomes a effectué un nombre énorme de simulations et d'observations simulées de nébuleuses planétaires, en plus d'autres sources qui pourraient être confondues avec des galaxies et des quasars similaires.
Ils ont ensuite découpé ces données du plus grand nombre de façons possibles, en voyant comment les nébuleuses planétaires regardaient certaines longueurs d'onde par rapport à d'autres. Ils ont identifié une série de tests clés qui leur ont permis de filtrer presque tout autre contaminant, ne laissant qu'une population de nébuleuses planétaires propres (encore floues). Avec cette technique, les futures enquêtes automatisées sur le ciel pourraient facilement intégrer des nébuleuses planétaires dans leurs catalogues, aidant peut-être à répondre à certaines des questions sur la façon dont le cercle de la vie du vendeur tourne en rond dans la galaxie.
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