La nébuleuse de l’Anneau (Ring Nebula) observée avec la caméra infrarouge NIRCAM du télescope James-Webb (JWST). Elle présente une couche extérieure d’hydrogène très faible en lumière visible. (Crédit : ESA/Webb, NASA, CSA, M. Barlow (UCL), N. Cox (ACRI-ST), R. Wesson (Cardiff University))
Une nébuleuse planétaire bien connue vient de révéler l’un de ses secrets, pour le moment totalement incompris : une barre de fer semble la traverser de part en part …
Les nébuleuses planétaires font partie du milieu interstellaire ; elles ont été appelées ainsi car elles ressemblent à des planètes lorsqu’elles sont observées en basse résolution. Le mot « nébuleuse » vient du latin nebula (« nuage »). On sait maintenant qu’elles n’ont aucun rapport avec les planètes. Elles sont en fait constituées d’une coquille de gaz éjectée d’une étoile de masse comparable à celle du Soleil (de 0,8 à 8 masses solaires) en fin de vie, en train de s’effondrer lentement en passant de l’état de géante rouge à celui de naine blanche. Ce faisant, elles expulsent leurs couches externes qui s’étendent alentour à une vitesse de 20 à 30 km/s (70 000 à 100 000 km/h). Ce nuage est ionisé par la lumière de l’étoile devenue très chaude (50 000 K à 100 000 K). La majeure partie de la matière de l’étoile initiale finit réinjectée dans le milieu interstellaire.
On connaît dans la Voie lactée environ 1 500 nébuleuses planétaires. Elles jouent un rôle crucial pour la composition chimique de l’Univers en expulsant dans le milieu interstellaire les éléments synthétisés pendant la vie de l’étoile.
Elles sont très colorées, et leurs images sont souvent spectaculaires. La nébuleuse de la Lyre ou nébuleuse de l’Anneau (Ring Nebula), NGC 6720, est l’un des exemples les plus célèbres de nébuleuse planétaire. Découverte par Charles Messier en janvier 1779 (elle s’appelle d’ailleurs aussi Messier 57), elle a été observée quinze jours après lui par l’astronome Antoine Darquier de Pellepoix (ce genre de simultanéité se produit souvent en science). Elle est trop faible pour être vue à l’œil nu, mais peut être observée avec un petit télescope.
Une découverte extraordinaire
Un nouveau spectrographe, appelé WEAVE, a permis une découverte originale concernant cette nébuleuse. WEAVE a été installé en 2023 sur le télescope de 4,2 m William-Herschel (WHT) aux Canaries. Il a été cofinancé par le CNRS, l’Observatoire de Paris-PSL et l’observatoire de la Côte d’Azur. Il possède 547 fibres optiques très rapprochées qui envoient la lumière d’une zone hexagonale du ciel vers le spectrographe, où elle est analysée et enregistrée.
Une équipe d’une trentaine d’astronomes conduite par trois chercheurs de l’université de Cardiff, du département de Physique et d’Astronomie de l’University College de Londres et de l’École de physique et d’astronomie de l’université de Cardiff vient de publier un article concernant l’observation spectroscopique de la nébuleuse NGC 6780 obtenue avec WEAVE [1]. Cette observation a permis une extraordinaire découverte : la présence d’une barre verte uniquement dans le domaine de longueur d’onde voisin de 4 200 ångströms. C’est celui de raies du fer ionisé cinq ou six fois. Elle apparaît dans le domaine du vert sur un spectre visible, et seulement dans le vert, et reste invisible dans les autres domaines de longueur d’onde.
Cette figure réunit huit images de la nébuleuse de l’Anneau obtenues par spectroscopie dans plusieurs raies d’émission dont les atomes sont indiqués sur la figure. La couleur dans chaque image donne la brillance de l’émission, le brun-rouge représentant la plus intense et le bleu la plus faible. Toutes les images montrent la même forme de la nébuleuse, sauf la première en haut à gauche, qui correspond aux raies du fer et a la forme d’une barre. (Crédit : IAC/William Herschel Telescope/Wesson et al., MNRAS, 2026)
Spectre de la région de la barre montrant la détection du [FeV] à 4 227 ångströms à l’extrémité droite du spectre en noir calculé pour une température de 10 000 degrés, et une densité de 1 000 particules par cm3. En bleu, spectre observé, et en rouge, son ajustement (fit). (Crédit : IAC/William Herschel Telescope/Wesson et al., MNRAS, 2026)
Vitesses radiales mesurées à partir des raies spectrales dans la région est autour de l’étoile centrale. Les raies du [FeV] 4 224 Å et du [FeVI] 5 679 Å de la barre sont en orange, et l’on voit qu’elles sont décalées vers le rouge par rapport aux autres raies spectrales. (Crédit : IAC/William Herschel Telescope/Wesson et al., MNRAS, 2026)
Article écrit par Suzy Collin-Zahn │ Observatoire de Paris-PSL
[Notes]
- Wesson R., Drew J. E., Barlow M. J. et al., « WEAVE imaging spectroscopy of NGC 6720: an iron bar in the Ring », Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 546, Issue 1, 2026, arXiv:2601.10635.
