Le JWST dévoile la chimie complexe du cœur de la nébuleuse du Papillon
La nébuleuse NGC 6302, surnommée « nébuleuse du Papillon » en raison de ses deux lobes en forme d’ailes, se situe à environ 3 400 années-lumière de la Terre. Elle est l’une des nébuleuses planétaires les plus étudiées de la Voie lactée, notamment grâce aux observations du télescope spatial Hubble. Récemment, une équipe dirigée par Mikako Matsuura, de l’université de Cardiff, a utilisé le télescope spatial James Webb (JWST) et le réseau d’antennes radio ALMA pour explorer comment cette étoile en fin de vie génère de la poussière et des composés carbonés qui enrichissent le milieu interstellaire.
Contrairement à ce que leur nom pourrait laisser penser, les nébuleuses planétaires ne sont pas liées aux planètes. Ce terme remonte au XVIIIe siècle, lorsque William Herschel a observé des formes sphériques similaires à celles des planètes. Ces nébuleuses se forment lorsque des étoiles de masse comprise entre 0,8 et 8 fois celle du Soleil épuisent leur hydrogène, deviennent des géantes rouges et expulsent de grandes quantités de gaz à des vitesses de 20 à 30 kilomètres par seconde, créant un nuage en expansion. NGC 6302, par exemple, présente une morphologie lobaire, probablement due à un système binaire d’étoiles.
Les nébuleuses sont éphémères, se diluant en quelques dizaines de milliers d’années, et jouent un rôle clé en fournissant gaz et poussières pour la formation de nouvelles étoiles et de systèmes planétaires. Cependant, les mécanismes d’enrichissement du milieu interstellaire n’étaient pas bien compris jusqu’à présent, en raison de la complexité et de l’inaccessibilité de leur cœur. Les recherches sur NGC 6302 ont permis de révéler ces mécanismes.
Les images de Hubble montrent que les lobes de NGC 6302 sont séparés par un nuage sombre de gaz et de poussières, formant un tore autour de l’étoile centrale. Les équipes du JWST et d’ALMA ont combiné leurs observations pour explorer cette région centrale, découvrant 200 signatures spectroscopiques d’atomes, d’ions et de molécules, notamment du monoxyde de carbone.
L’étoile centrale, ayant une température de 220 000 kelvins, illumine la nébuleuse et est entourée d’un tore de poussière qui constitue un réservoir de matière équivalent à 0,8 à 3 fois la masse du Soleil. Ce tore, riche en grains de silicates, contribue à canaliser l’énergie de l’étoile vers les lobes. Des processus chimiques stables semblent y avoir lieu, permettant la formation de grains plus gros que la moyenne observée dans le milieu interstellaire.
En outre, des jets de fer et de nickel émergent de l’étoile dans des directions opposées, tandis que des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) ont été détectés dans des structures circulaires et des filaments. Ces molécules, également présentes sur Terre dans les suies, sont probablement générées par des bulles de vent stellaire interagissant avec le gaz environnant.
Ces découvertes mettent en lumière des mécanismes de formation de molécules essentielles à la chimie des nurseries stellaires et des disques protoplanétaires.
Source : Pour la Science
