Le télescope spatial James Webb capture les meilleures images de la nébuleuse de la tête de cheval
L‘une des plus célèbres structures du ciel terrestre vient d’être révélée sous un jour tout à fait nouveau.
Les observations dans l’infrarouge moyen et proche du télescope spatial James Webb (JWST/ Webb) ont mis en évidence des caractéristiques inédites dans le nuage spatial connu sous le nom de nébuleuse de la tête de cheval. Dans une image d’une précision époustouflante, le télescope spatial se concentre sur la région située au sommet de la tête du “cheval”, capturant des vrilles et des filaments dans une résolution spectaculaire.
Image d’entête : en bas de cette image Webb/NIRCam, une petite partie de la nébuleuse de la Tête de Cheval est visible de près, sous la forme d’un mur incurvé de gaz et de poussières épais et fumants. Au-dessus de la nébuleuse, plusieurs étoiles et galaxies lointaines sont visibles jusqu’en haut de l’image. (NASA/ CSA/ ESA/ Webb/ K. Misselt, University of Arizona/ A. Abergel, IAS, Université Paris-Saclay & CNRS)
En utilisant une combinaison de 23 filtres, une équipe d’astronomes a obtenu une résolution si spectaculaire qu’elle a pu suivre l’émission de grains de moins de 20 nanomètres, notamment des particules d’hydrocarbures aromatiques polycycliques interstellaires, ainsi que la lumière diffusée par des grains plus gros et par l’hydrogène ionisé présent dans le nuage.
La nébuleuse de la tête de cheval est un nuage distinct situé à quelque 1 300 années-lumière, qui fait partie du nuage moléculaire d’Orion. Ce nuage est recouvert de poussière et de gaz, à tel point qu’il est aussi sombre que des ombres en lumière optique. Sur de nombreuses photos, le nuage apparaît comme un trou dans le gaz incandescent qui l’entoure.
La région de la nébuleuse imagée par le JWST. (ESA/Webb, NASA, CSA, K. Misselt/Université d’Arizona, et A. Abergel/IAS/Université Paris-Saclay/CNRS, Mahdi Zamani The Euclid Consortium, Hubble Heritage Project/STScI AURA)
Si l’on zoome pour s’approcher ou si l’on observe la nébuleuse dans des longueurs d’onde situées en dehors de la plage de la vision humaine normale, l’apparence de la nébuleuse passe du vide sombre à un nuage rougeoyant et gonflant. La nébuleuse de la tête de cheval n’a pas de source de lumière interne, mais elle est chauffée par un complexe proche appelé Sigma Orionis, un système d’étoiles très jeunes, grandes et chaudes qui brillent à des températures d’environ 34 600 kelvins.
Ces caractéristiques font de la nébuleuse de la tête de cheval un excellent laboratoire pour comprendre les pouponnières stellaires. La « tête de cheval » elle-même est un amas dense de matière qui s’est effondré sous l’effet de la gravité et qui contient de petites étoiles en cours de formation, cacgées par la poussière elle-même.
Mais le rayonnement intense des étoiles situées à l’extérieur de la nébuleuse a un effet dévastateur sur la matière qui les entoure. La lumière ultraviolette lointaine provoque un processus appelé photodissociation, par lequel les molécules se désagrègent sous l’effet des puissants rayons, créant ainsi un champ de milieu interstellaire essentiellement neutre. Ainsi, autour de la nébuleuse de la tête de cheval se trouve ce que l’on appelle une région de photodissociations (PDR), que les images du JWST permettront d’étudier.
Les nouvelles observations peuvent également aider à comprendre le processus de photo-évaporation, par lequel le gaz est ionisé par une lumière puissante et s’évapore.
Jusqu’à présent, les images ont permis à une équipe de scientifiques de mettre en évidence les structures à petite échelle qui ornent le bord éclairé de la nébuleuse de la tête de cheval, ainsi qu’un réseau de filaments perpendiculaires à l’avant de la PDR. Ce réseau contient de la poussière et du gaz qui constituent une partie du flux photoévaporatif.
Mais ce n’est qu’un début. La prochaine étape consistera en une analyse approfondie de la lumière émise afin de déterminer la composition chimique de la poussière et du gaz, ainsi que la taille et “l’écoulement” des grains de poussière en fonction de la manière dont la lumière est diffusée. Cela permettra d’établir un modèle détaillé de l’évolution de la poussière dans la PDR et aidera les chercheurs à comprendre comment ces nuages se transforment et s’évaporent, libérant ainsi les étoiles naissantes qui y sont piégées.
La première étude a été acceptée pour publication dans la revue Astronomy & Astrophysics, et est disponible en prépublication dans arXiv : JWST observations of the Horsehead photon-dominated region I. First results from multi-band near- and mid-infrared imaging et présentée sur le site de l’ESA : Horsehead Nebula (NIRCam image) et du Webb Telescope : Horsehead Nebula (Euclid, Hubble and Webb images).
