La nébuleuse d'Orion

La nébuleuse d'Orion est située dans la célèbre constellation d'Orion, le chasseur, l'une des rares dont la forme correspond à sa désignation. La tache floue sous les trois étoiles qui forment la ceinture (le Baudrier) d'Orion est la nébuleuse d'Orion (l'Epée d'Orion avec M42 en son centre). La nébuleuse d'Orion est l'une des régions de formation d'étoiles les plus proches de nous et par conséquent les plus spectaculaire. Sur cette photo, on distingue un grand nombre d'étoiles au début de leur vie : l'étude spectroscopique du nuage a mis en évidence son aspect turbulent et montré que le gaz s'y déplaçait en différentes directions, se condensant par endroit pour former de nouvelles étoiles.

Deuxième nébuleuse du ciel par son éclat, après celle qui entoure h de la Carène, M42 est avec sa consoeur australe la seule nébuleuse visible à l'oeil nu. En dépit de cela, elle n'a pas été signalée avant le XVII^e siècle. Elle fut pour la première fois repérée au télescope en 1610 ou 1611 par l'astronome italien Nicholas de Peiresc. Elle a été largement étudiée depuis, notamment en raison de sa propension à former des étoiles nouvelles. Des astres âgés de quelques centaines de milliers d'années y ont ainsi été découverts, certains encore entourés de leur cocon gazeux.

D'un diamètre d'une trentaine d'années-lumière, elle serait distante de quelques 1600 à 1900 années-lumière de la Terre. Enfin, elle possède des douzaines de variables. Si les vibrantes couleurs rouges de la nébuleuse apparaissent remarquablement sur les clichés, elles sont en revanche trop faibles pour être perçues dans un télescope. Certains amateurs cependant, ont rapporté avoir décelé une légère teinte vert pâle en recourant à une ouverture de 200 mm.

M42 est considéré comme l'un des plus beaux objets du ciel avec ses volutes tournoyantes de gaz et sans doute est-ce un spectacle que vous ne vous lasserez pas d'admirer. M42 est une nébuleuse lumineuse visible à l'oeil nu dans un ciel parfaitement noir qui forme une tache floue au centre de l'épée d'Orion. Offrant l'un des plus impressionnants spectacles qui soit, ce nuage lumineux et irrégulier dévoilera la richesse de ses détails au fur et à mesure que vous augmenterez l'ouverture de votre instrument. La forme de M42 est déjà reconnaissable aux jumelles : on distingue un centre lumineux et, sous un bon ciel, de faibles extensions gazeuses. Une lunette de 60 ou 80 mm permet, avec un grossissement de 40 fois, de découvrir la région centrale (dites "de Huygens"), légèrement verdâtre et grossièrement trapézoïdale. De plus, les quatre étoiles du Trapèze sont bien résolues. Moins contrastées, les deux extensions de la nébuleuse, en forme "d'ailes", prennent de l'ampleur dans les instruments supérieurs à 100 mm d'ouverture. L'extension orientale est bien définie et ressemble à une machette. Deux autres étoiles du Trapèze deviennent visibles par faible turbulence. Un télescope de plus de 200 mm laisse entrevoir l'aspect moutonneux de la région centrale.

Les nébuleuses contiennent souvent assez de gaz pour fabriquer des millions d'étoiles de la taille de notre Soleil, mais tout ce gaz ne donne pas systématiquement des étoiles. Au début, les endroits où vont naître des étoiles ne sont que des régions du nuage légèrement plus denses que les autres. Comme elles sont plus denses, elles attirent les gaz proches par attraction gravitationnelle. A mesure que ces proto-étoiles croissent, la température et la pression en leur centre augmente. Quand la température au centre atteint 10 millions de degrés ou plus, la fusion nucléaire peut commencer. En dessous de cette température, les atomes d'hydrogène "rebondissent" les uns contre les autres quand ils entrent en collision. Mais, lorsque cette température est atteinte ou dépassée, certains atomes fusionnent et dégagent alors de l'énergie. Cette énergie est celle de la fameuse équation d'Einstein: E=mC². En fusionnant, les atomes perdent une partie de leur masse qui se transforme en énergie. Au coeur des étoiles jeunes, quatre atomes d'hydrogène s'unissent pour former un atome d'hélium. L'énergie ainsi obtenue est dégagée sous forme de lumière, qui rend l'étoile lumineuse. Toute proto-étoile qui atteint 1/10 de la taille du Soleil, ou plus, a une température suffisante pour que la fusion nucléaire commence.

Certaines nébuleuses n'ont pas, en leur sein, de régions de formation d'étoiles. Mais d'autres, comme la nébuleuse d'Orion, sont des viviers de jeunes étoiles. Ce cocon d'étoiles est apparu dans Orion il y a 300000 années, un événement tout à fait récent d'un point de vue astronomique. Si la nébuleuse est lumineuse, c'est à cause des étoiles qu'elle contient. En brillant, les étoiles envoient une quantité considérable de lumière dans l'espace. Une partie de cette lumière frappe les atomes de gaz de la nébuleuse. Dans de bonnes conditions, ce gaz peut absorber puis en réémettre une fraction. La fréquence de la lumière réémise nous permet de savoir quel atome l'a produite.

Le satellite Herschel renifle ses premières molécules dans Orion

En 2010, remis en route après plusieurs mois de panne, l'instrument le plus cher et le plus complexe du satellite européen Herschel tient ses promesses. En décomposant le rayonnement submillimétrique de la nébuleuse d'Orion, HIFI vient de réaliser le meilleur spectre jamais obtenu de cette région de formation d'étoiles.

Plusieurs dizaines de molécules y sont visibles, parmi lesquelles l'eau, le dioxyde de carbone, le formaldéhyde, le méthanol, l'acide cyanhydrique, le dioxyde de soufre... et beaucoup d'autres qu'il reste à identifier ! Voilà de quoi rassurer tous ceux qui avaient suivi la panne de l'instrument, en août 2009, et sa précautionneuse remise en route le 14 janvier 2010.

Grâce à sa résolution et à sa stabilité sans précédent, HIFI devrait permettre d'étudier plus directement « la chimie associée à la formation des étoiles, des planètes et, en un sens, à la vie », explique Tom Phillips, du California Institute of Technology. Certaines des molécules détectées dans l'espace interstellaire jouent en effet un rôle dans la chimie du vivant.