Une structure « impossible » en fer découverte au cœur de la nébuleuse de la Lyre

Une anomalie cosmique qui défie l’imagination

Vous avez probablement déjà vu cette image emblématique, ce cercle de lumière parfait flottant dans l’obscurité de l’espace. La nébuleuse de la Lyre (ou Ring Nebula pour les anglophones), c’est un peu la star des fonds d’écran d’astronomie. Mais voilà, il semblerait qu’on ait raté un détail crucial toutes ces années. Une équipe européenne, menée par des astronomes de l’University College London (UCL) et de l’Université de Cardiff, vient de faire une découverte pour le moins… inattendue.

Ils ont déniché un nuage de fer, mais pas n’importe lequel : il a la forme d’une barre, ou d’une bande si vous préférez, caché pile à l’intérieur de la couche interne de la nébuleuse. C’est assez dingue quand on y pense. Cette trouvaille, décrite pour la première fois dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, remet en perspective pas mal de choses sur cet objet céleste que l’on pensait connaître par cœur.

Des dimensions vertigineuses pour un objet familier

Parlons un peu de ce que ça représente physiquement, parce que les échelles dans l’espace, ça donne vite le tournis. Cette fameuse « barre » de fer s’insère juste à l’intérieur de la couche interne de la nébuleuse elliptique — celle-là même qu’on voit sur les clichés récents du télescope spatial James Webb en infrarouge. Mais tenez-vous bien : la longueur de ce truc est environ 500 fois supérieure à l’orbite de Pluton autour du soleil. Oui, 500 fois. Et si on parle de masse ? Eh bien, la masse de ces atomes de fer est comparable à celle de la planète Mars. C’est gigantesque.

Pour la petite histoire — j’aime bien remettre les choses dans leur contexte —, la nébuleuse de la Lyre a été repérée pour la première fois en 1779 dans la constellation du même nom (Lyra) par l’astronome français Charles Messier. C’est une coquille de gaz colorée, expulsée par une étoile en fin de vie qui a fini de brûler son carburant nucléaire. C’est un peu le destin qui attend notre propre soleil d’ici quelques milliards d’années… une pensée joyeuse, n’est-ce pas ? Jusqu’à présent, on voyait ça comme une belle bulle de gaz, mais cette structure en fer change la donne.

L’œil technologique : Comment WEAVE a tout changé

Alors, comment a-t-on pu rater un truc pareil pendant des siècles ? La réponse tient en un acronyme : WEAVE. C’est le nouvel instrument WHT Enhanced Area Velocity Explorer, installé sur le télescope William Herschel de 4,2 mètres du groupe Isaac Newton. C’est grâce au mode LIFU (Large Integral Field Unit) de cet engin que le nuage de fer a été repéré. En gros, le LIFU, c’est un faisceau de centaines de fibres optiques. Ça permet à l’équipe d’obtenir des spectres — vous savez, quand la lumière est décomposée en ses différentes longueurs d’onde — sur absolument chaque point de la nébuleuse, et à toutes les longueurs d’onde optiques. C’est une première.

Le Dr Roger Wesson, auteur principal de l’étude basé à l’UCL et à Cardiff, l’explique mieux que moi : « Même si la nébuleuse de la Lyre a été étudiée avec plein de télescopes différents, WEAVE nous a permis de la regarder d’une nouvelle manière ». En obtenant un spectre continu sur toute la nébuleuse, ils peuvent créer des images à n’importe quelle longueur d’onde et déterminer la composition chimique n’importe où. Et c’est là que la magie a opéré. Wesson raconte : « Quand on a traité les données et fait défiler les images, une chose a sauté aux yeux aussi clairement que possible : cette ‘barre’ d’atomes de fer ionisés, inconnue jusque-là, en plein milieu de l’anneau iconique ».

Mystères, planètes vaporisées et futur de la recherche

C’est bien beau d’avoir trouvé ça, mais maintenant, il faut comprendre ce que ça fait là. Et pour l’instant… c’est un mystère total. Les auteurs admettent qu’ils ont besoin d’observations plus poussées pour démêler le vrai du faux. Il y a deux théories sur la table, et l’une d’elles est franchement fascinante. Soit la barre de fer nous apprend quelque chose de nouveau sur la façon dont la nébuleuse a été éjectée par l’étoile parente, soit — et accrochez-vous — ce fer pourrait être un arc de plasma résultant de la vaporisation d’une planète rocheuse qui se serait fait attraper lors de l’expansion de l’étoile. Imaginez un peu la violence du phénomène.

La co-autrice, la professeure Janet Drew de l’UCL, reste prudente, comme tout bon scientifique. Elle insiste : « Nous devons absolument en savoir plus, notamment si d’autres éléments chimiques coexistent avec ce fer nouvellement détecté ». Sans cette info, difficile de choisir le bon modèle théorique. L’équipe prépare déjà une étude de suivi avec une résolution spectrale plus élevée sur le WEAVE. D’ailleurs, WEAVE ne chôme pas : l’instrument mène huit enquêtes sur les cinq prochaines années, ciblant tout, des naines blanches proches aux galaxies très lointaines. Le professeur Drew dirige le volet « Physique Stellaire, Circumstellaire et Interstellaire » et compte bien observer beaucoup d’autres nébuleuses ionisées dans la Voie Lactée septentrionale.

Le Dr Wesson est plutôt optimiste : « Ce serait très surprenant que la barre de fer dans la Lyre soit unique ». Il espère en trouver d’autres pour comprendre d’où vient ce fer. Le mot de la fin revient au professeur Scott Trager, scientifique du projet WEAVE à l’Université de Groningue, qui voit dans cette structure inconnue au cœur d’un « bijou du ciel nocturne » la preuve des capacités incroyables de leur nouvel outil. On a hâte de voir la suite.

Selon la source : phys.org

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