Explorer la nébuleuse de Carina

Lorsque les astronomes veulent regarder toutes les étapes de la naissance et de la mort des étoiles dans la galaxie de la Voie lactée, ils tournent souvent leur regard vers la puissante nébuleuse Carina, au cœur de la constellation Carina. Elle est souvent appelée nébuleuse en trou de serrure en raison de sa région centrale en forme de trou de serrure. Selon toutes les normes, cette nébuleuse d'émission (appelée ainsi parce qu'elle émet de la lumière) est l'une des plus grandes observables depuis la Terre, éclipsant la Nébuleuse d'Orion dans la constellation d'Orion. Cette vaste région de gaz moléculaire n'est pas bien connue des observateurs de l'hémisphère nord car c'est un objet du ciel du sud. Il se trouve dans le contexte de notre galaxie et semble presque se fondre dans cette bande de lumière qui s'étend à travers le ciel.

Depuis sa découverte, ce nuage géant de gaz et de poussière a fasciné les astronomes. Il leur fournit un emplacement unique pour étudier les processus qui forment, façonnent et finissent par détruire les étoiles dans notre galaxie.

La nébuleuse Carina fait partie du bras Carina-Sagittaire de la Voie lactée. Notre galaxie a la forme d'une spirale, avec un ensemble de bras en spirale se formant autour d'un noyau central. Chaque ensemble d'armes a un nom spécifique.

La distance de la nébuleuse Carina se situe entre 6 000 et 10 000 années-lumière de nous. C'est très vaste, s'étendant sur quelque 230 années-lumière d'espace, et c'est un endroit assez fréquenté. À l'intérieur de ses limites se trouvent des nuages ​​sombres où des étoiles nouveau-nées se forment, des amas de jeunes étoiles chaudes, de vieilles étoiles mourantes et les restes de mastodontes stellaires qui ont déjà explosé en supernovae. Son objet le plus célèbre est l'étoile variable bleue lumineuse Eta Carinae.

La nébuleuse Carina a été découverte par l'astronome Nicolas Louis de Lacaille en 1752. Il l'a d'abord observé d'Afrique du Sud. Depuis ce temps, la nébuleuse expansive a été étudiée intensivement par des télescopes terrestres et spatiaux. Ses régions de naissance et de mort d'étoiles sont des cibles tentantes pour Le télescope spatial Hubble, le télescope spatial Spitzer, l'observatoire de rayons X Chandra et bien d'autres.

Le processus de naissance des étoiles dans la nébuleuse de Carina suit le même chemin qu'il le fait dans d'autres nuages ​​de gaz et de poussière à travers l'univers. Le principal ingrédient de la nébuleuse - l'hydrogène gazeux - constitue la majorité des nuages ​​moléculaires froids de la région. L'hydrogène est le principal élément constitutif des étoiles et est originaire du Big Bang il y a 13,7 milliards d'années. Des nuages ​​de poussière et d'autres gaz, tels que l'oxygène et le soufre, traversent la nébuleuse.

La nébuleuse est constellée de nuages ​​sombres et froids de gaz et de poussière appelés globules Bok. Ils portent le nom du Dr Bart Bok, l'astronome qui a d'abord découvert ce qu'ils étaient. C'est là que se produisent les premiers remous de la naissance des étoiles, à l'abri des regards. Cette image montre trois de ces îles de gaz et de poussière au cœur de la nébuleuse Carina. Le processus de naissance des étoiles commence à l'intérieur de ces nuages la gravité tire le matériau au centre. Alors que plus de gaz et de poussière s'agglutinent, les températures augmentent et un jeune objet stellaire (YSO) est né. Après des dizaines de milliers d'années, la protoétoile au centre est suffisamment chaude pour commencer à fondre l'hydrogène dans son cœur et elle commence à briller. Le rayonnement de l'étoile nouveau-née ronge le nuage de naissance, le détruisant finalement complètement. La lumière ultraviolette des étoiles proches sculpte également les crèches de naissance des étoiles. Le processus est appelé photodissociation, et c'est un sous-produit de la naissance des étoiles.

Selon la quantité de masse dans le nuage, les étoiles nées à l'intérieur peuvent être autour de la masse du Soleil - ou beaucoup plus grandes. La nébuleuse Carina possède de nombreuses étoiles très massives, qui brûlent très chaudement et brillamment et vivent des vies courtes de quelques millions d'années. Des étoiles comme le Soleil, qui est plutôt une naine jaune, peuvent vivre jusqu'à des milliards d'années. La nébuleuse Carina a un mélange de étoiles, tous nés par lots et dispersés dans l'espace.

Lorsque les étoiles sculptent les nuages ​​de naissance de gaz et de poussière, elles créent des formes incroyablement belles. Dans la nébuleuse de Carina, plusieurs régions ont été creusées par l'action des radiations des étoiles proches.

L'un d'eux est Mystic Mountain, un pilier de matériau formant des étoiles qui s'étend sur trois années-lumière de l'espace. Divers «sommets» de la montagne contiennent des étoiles nouvellement formées qui se frayent un chemin, tandis que les étoiles proches façonnent l'extérieur. Au sommet de certains des sommets se trouvent des jets de matière s'écoulant loin des bébés étoiles cachés à l'intérieur. Dans quelques milliers d'années, cette région abritera un petit groupe ouvert de jeunes étoiles chaudes dans les limites plus grandes de la nébuleuse de Carina. Il y a beaucoup de amas d'étoiles (associations d'étoiles) dans la nébuleuse, ce qui donne aux astronomes un aperçu de la façon dont les étoiles se forment ensemble dans la galaxie.

L'amas d'étoiles massives appelé Trumpler 14 est l'un des plus grands amas de la nébuleuse de Carina. Il contient certaines des étoiles les plus massives et les plus chaudes de la Voie lactée. Trumpler 14 est un amas d'étoiles ouvert qui contient un grand nombre de jeunes étoiles chaudes et lumineuses emballées dans une région d'environ six années-lumière. Cela fait partie d'un groupe plus large de jeunes étoiles chaudes appelées l'association stellaire Carina OB1. Une association OB est une collection de 10 à 100 étoiles chaudes, jeunes et massives qui sont toujours regroupées après leur naissance.

L'association Carina OB1 contient sept amas d'étoiles, tous nés à peu près au même moment. Il a également une étoile massive et très chaude appelée HD 93129Aa. Les astronomes estiment qu'il est 2,5 millions de fois plus lumineux que le soleil et c'est l'une des plus jeunes des étoiles chaudes massives de l'amas. Trumpler 14 lui-même n'est âgé que d'un demi-million d'années. En revanche, l'amas d'étoiles des Pléiades en Taureau a environ 115 millions d'années. Les jeunes étoiles de l'amas Trumpler 14 envoient des vents furieusement forts à travers la nébuleuse, ce qui aide également à sculpter les nuages ​​de gaz et de poussière.

À mesure que les stars de Trumpler 14 vieillissent, elles consomment leur combustible nucléaire à un rythme prodigieux. Lorsque leur hydrogène s'épuise, ils commencent à consommer de l'hélium dans leurs noyaux. Finalement, ils manqueront de carburant et s'effondreront sur eux-mêmes. Finalement, ces énormes monstres stellaires vont exploser en énormes explosions catastrophiques appelées "explosions de supernova"Les ondes de choc de ces explosions enverront leurs éléments dans l'espace. Ce matériau enrichira les générations futures d'étoiles qui se formeront dans la nébuleuse de Carina.

Fait intéressant, bien que de nombreuses étoiles se soient déjà formées dans l'amas ouvert Trumpler 14, il reste encore quelques nuages ​​de gaz et de poussière. L'un d'eux est le globule noir au centre gauche. Il pourrait bien nourrir quelques étoiles de plus qui finiront par ronger leur crèche et briller dans quelques centaines de milliers d'années.

Non loin de Trumpler 14 se trouve l'amas d'étoiles massives appelé Trumpler 16 - qui fait également partie de l'association Carina OB1. Comme son homologue d'à côté, cet amas ouvert regorge d'étoiles qui vivent vite et mourront jeunes. L'une de ces étoiles est la variable bleue lumineuse appelée Eta Carinae.

Cette énorme étoile (l'une des paire binaire) a traversé des bouleversements en prélude à sa mort dans une explosion de supernova massive appelée hypernova, au cours des 100 000 prochaines années. Dans les années 1840, elle s'est éclairée pour devenir la deuxième étoile la plus brillante du ciel. Il s'est ensuite estompé pendant près de cent ans avant d'entamer un lent éclaircissement dans les années 40. Même maintenant, c'est une étoile puissante. Il rayonne cinq millions de fois plus d'énergie que le Soleil, alors même qu'il se prépare à sa destruction éventuelle.

La deuxième étoile de la paire est également très massive - environ 30 fois la masse du Soleil - mais est cachée par un nuage de gaz et de poussière éjecté par son primaire. Ce nuage est appelé "l'Homoncule" car il semble avoir une forme presque humanoïde. Son aspect irrégulier est quelque chose d'un mystère; personne ne sait vraiment pourquoi le nuage explosif autour d'Eta Carinae et son compagnon a deux lobes et est cintré au milieu.

Lorsque Eta Carinae souffle sa pile, il deviendra l'objet le plus brillant du ciel. Au fil des semaines, il s'estompera lentement. Les restes de l'étoile d'origine (ou des deux étoiles, si les deux explosent) se précipiteront dans les ondes de choc à travers le nébuleuse. Finalement, ce matériau deviendra les blocs de construction de nouvelles générations d'étoiles dans un avenir lointain.

Les skygazers qui s'aventurent dans la partie sud de l'hémisphère nord et dans tout l'hémisphère sud peuvent facilement trouver la nébuleuse au cœur de la constellation. Il est très proche de la constellation de Crux, également connue sous le nom de Croix du Sud. La nébuleuse Carina est un bon objet à l'œil nu et s'améliore encore avec un regard à travers des jumelles ou un petit télescope. Les observateurs dotés de télescopes de bonne taille peuvent passer beaucoup de temps à explorer les amas de Trumpler, l'Homunculus, Eta Carinae et la région du trou de serrure au cœur de la nébuleuse. La nébuleuse est mieux vue pendant la hémisphère sud mois d'été et début d'automne (hiver de l'hémisphère nord et début du printemps).

Pour les observateurs amateurs et professionnels, la nébuleuse Carina offre une chance de voir des régions similaires à celle qui a donné naissance à notre propre Soleil et à nos planètes il y a des milliards d'années. L'étude des régions de naissance des étoiles dans cette nébuleuse permet aux astronomes de mieux comprendre le processus de naissance des étoiles et la façon dont les étoiles se regroupent après leur naissance.

Dans un avenir lointain, les observateurs regarderont également une étoile au cœur de la nébuleuse exploser et mourir, complétant le cycle de vie des étoiles.