Les vies fabuleuses des nébuleuses

Herschel et Hubble Composite de la nébuleuse du crabe 1024

Cette vue éclatante de la nébuleuse du Crabe combine une vue infrarouge de l'observatoire spatial Herschel de l'ESA avec une image optique des archives du télescope spatial NASA/ESA Hubble. (Crédit image : ESA/Herschel/PACS/MESS Key Program Supernova Remnant Team ; NASA, ESA et Allison Loll/Jeff Hester (Arizona State University))

Paul Sutter est astrophysicien à L'université d'État de l'Ohio et le scientifique en chef à Columbus, Ohio's Centre des sciences et de l'industrie (COSI) . Sutter est également l'hôte des podcasts ' Demandez à un astronaute ' et ' Espace réel ,' et la série YouTube ' L'espace dans votre visage . '



Scintillant, glamour, gracieux. La dernière déclaration de mode sur le tapis rouge ? Non bien sûr que non. Je parle de nébuleuses, les nuages ​​vaporeux de gaz et de poussière dispersés à travers chaque galaxie. Les tissus terrestres ne peuvent pas se rapprocher de la beauté céleste et ténue de ces objets.

Parsemés tout au long de la Voie lactée, ils procurent aux astronomes amateurs un délice et donnent aux astronomes professionnels de quoi méditer. Nous voyons ces objets dans toutes sortes de formes, de tailles, de couleurs et de configurations, des sphères et coquillages presque parfaits aux hélices d'une complexité éblouissante aux épaves enchevêtrées. Mais d'où viennent-ils exactement ? Et, peut-être plus important encore, où vont-ils ?

[ Regardez cette vidéo où je décris le catalogue de nébuleuses de Messier. ]

Dans les étoiles

Pour bien voir les nébuleuses, regardons d'abord les étoiles. Minuscule, compacte et dense - du moins, astronomiquement parlant - une étoile est à peu près le contraire d'une nébuleuse. La puissance d'une étoile vient de la fusion nucléaire, qui se produit en raison des pressions intenses qui poussent les éléments ensemble au-delà de leurs zones de confort personnelles. Cette fusion crée des éléments plus lourds et un tout petit peu d'énergie restante, ce qui est suffisant pour maintenir l'étoile pour des millions (dans le cas d'étoiles énormes) à des milliards (dans le cas de minuscules-à peine-au-dessus- naine brune étoiles) d'années. [50 fabuleuses photos de la nébuleuse de l'espace lointain]

Peu importe combien de temps elles durent, les étoiles sont des créatures finies. Ainsi, ils doivent venir de quelque part et finiront par aller ailleurs. Vraisemblablement, ils n'ont pas commencé leur vie comme de minuscules boules denses et ils ne finiront pas leur vie de la même manière non plus. Alors d'où viennent les étoiles et où vont-elles ?

Sur la base du sujet de cet article, vous pouvez probablement deviner quelle est la réponse : les nébuleuses. Les étoiles proviennent de nébuleuses et finissent par se transformer en nébuleuses. De même, les nébuleuses peuvent généralement être classées en deux catégories : les étoiles sur le point d'être et les étoiles habituées.

Sur le point d'être des stars

On pourrait soutenir que l'état naturel de la matière est constitué de nuages ​​de choses. En fait, je suis sur le point de faire valoir cet argument. Les étoiles dépendent d'un processus spécifique, la fusion nucléaire, pour survivre, et une fois ce processus terminé, elles cessent d'être des étoiles. Les objets connus sous le nom d'étoiles sont tout à fait temporaires. Mais un nuage de gaz et de poussière ? Il peut simplement rester un nuage de gaz et de poussière aussi longtemps qu'il le souhaite. Si aucune force ne le pousse dans un sens ou dans l'autre, il est parfaitement heureux d'être ce qu'il est.

Cela ne changera que lorsqu'une nébuleuse sera poussée, disons par une interaction gravitationnelle fortuite avec un voisin, ou en étant trop proche d'une supernova à proximité (vous devez détester ça quand cela se produit). Une fois poussée, la nébuleuse peut devenir instable, son attraction auto-gravitationnelle naturelle écrasant sa pression de gaz tout aussi naturelle (un événement marqué par l'atteinte d'un seuil appelé « instabilité de Jeans »). Très rapidement, des morceaux de la nébuleuse se ramifient et se brisent, s'écrasant sur eux-mêmes pour que la fête de la fusion commence et faire des étoiles.

Si tu

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Les morceaux brisés se transformer en 'nébuleuses sombres' (indice : ils sont un peu noirs) car leurs densités élevées enveloppent la lumière provenant de toutes les étoiles nouvellement formées. Heureusement, le rayonnement radio et infrarouge pénètre même la plus dense de ces nébuleuses, permettant aux astronomes de scruter les matrices stellaires de ces nuages.

Un nuage de gaz typique, une fois instable, peut former des centaines voire des milliers d'étoiles en un seul lot. La plus grande et la plus brillante de ces étoiles crachera des tonnes de radiations chaudes, lourdes et de haute énergie, excitant les molécules de la nébuleuse restante et la faisant briller d'un rouge rosé.

Appelées 'nébuleuses à émission' - parce que leur matériau émet de la lumière - elles ne dureront pas longtemps. Ces grandes étoiles brillantes crachant des radiations sont sûr d'aller en supernova , déchirant les voiles déjà ténus de poussière et de gaz et répandant ce matériau si mince que même les observateurs les plus avertis sont incapables de le distinguer de l'arrière-plan spatial général.

Utilisé pour être des étoiles

Et cela nous amène à l'origine des nébuleuses. La réponse, bien sûr, ce sont les étoiles. Quand les étoiles meurent, ce n'est pas joli — ou c'est très joli, selon votre point de vue. [Photos de supernova : de superbes images d'explosions d'étoiles]

Les plus grandes étoiles explosent de manière spectaculaire, libérant presque toute leur énergie non dépensée dans une explosion qui peut éclipser des galaxies entières (pour être honnête, l'explosion ne durera que quelques jours ou semaines, tandis que les galaxies continuent de briller pendant des milliards d'années). Cette explosion transporte naturellement beaucoup de « trucs » loin de l'étoile d'origine ; fondamentalement, l'étoile entière est retournée et passe de point à nuage en un événement fantastique.

Le matériau éjecté chevauche les ondes de choc à une fraction saine de la vitesse de la lumière, il ne faut donc pas longtemps pour qu'une nébuleuse de taille décente se forme. Même les supernovas qui se sont produites il y a seulement des centaines d'années (qui, en termes astronomiques, pourraient tout aussi bien être hier) sont déjà devenues de magnifiques démonstrations artistiques. Un tel exemple est la nébuleuse du Crabe , qui est elle-même éclairée par le rayonnement intense qui se déverse encore du noyau chaud et résiduel de son étoile morte.

Les étoiles comme le soleil de la Terre ne sonnent pas aussi intensément, mais cela ne veut pas dire qu'elles ne peuvent pas créer leurs propres chefs-d'œuvre. Vers la fin de la vie de ces étoiles, le passage de la fusion à base d'hydrogène à la fusion à base d'hélium dans les noyaux conduit à des interactions complexes dans les intérieurs stellaires. Cela fait gonfler, s'étendre et finalement se détacher les couches les plus externes. La nature erratique de l'étoile pendant cette période pousse le gaz qui se déplace vers l'extérieur dans des directions étranges.

Le résultat : des nébuleuses planétaires, qui n'ont malheureusement absolument rien à voir avec les planètes. Ils viennent dans une variété sauvage de formes et de motifs. Ils ne durent pas longtemps. Comme leurs cousins ​​​​supernova, ils sont éclairés par le noyau restant de l'étoile, et une fois que cela s'éteint après quelques milliers d'années, le feu d'artifice est terminé.

Mais comme les étoiles comme le soleil de la Terre sont si communes, cette galaxie continue de produire de nouvelles nébuleuses planétaires, décorant le disque galactique comme des décorations de Noël.

[ Regardez cette vidéo où j'explique les cycles de vie des étoiles. ]

Le cercle de la vie stellaire

Alors voilà : les nébuleuses se transforment en étoiles, et les étoiles se transforment en nébuleuses. C'est un cycle qui a duré plus de 13 milliards d'années, commençant lorsque la première nébuleuse s'est transformée en étoile. Et cela continuera à durer des milliards de plus. Finalement, cependant, les nébuleuses gagneront: vous devez emballer suffisamment de choses dans un espace suffisamment petit pour faire une étoile, et une fois que vous n'avez plus d'opportunités, vous n'avez plus d'étoiles et l'univers reviendra à son état naturel à long terme. état : un tas de gaz et de poussière flottant autour.

Apprenez-en plus en écoutant l'épisode ' D'où viennent les nébuleuses ? ' sur le podcast 'Ask a Spaceman', disponible sur iTunes et sur le Web à http://www.askaspaceman.com . Grâce à @ bcmiller151 pour la question qui a mené à cette pièce ! Posez votre propre question sur Twitter en utilisant #AskASpaceman ou en suivant Paul @PaulMattSutter et sur facebook.com/PaulMattSutter .

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