INTERSTELLAIRE MILIEU

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Le gaz ionisé

Les nébuleuses gazeuses

Les nébuleuses gazeuses ionisées se développent le plus souvent au voisinage immédiat et à partir même des nuages moléculaires, ce qui n'a rien d'étonnant puisque les étoiles O massives et productrices d'ultraviolet ionisant se forment justement dans ces nuages. Le spectre des nébuleuses gazeuses s'étend de l'ultraviolet aux ondes radio et comprend un continuum auquel se superposent des raies d'émission intenses. En ultraviolet, le continuum est dominé par le rayonnement des étoiles ionisantes, soit direct, soit diffusé par les poussières, alors que l'émission propre du gaz est importante dans le visible et devient prépondérante en infrarouge et en radio. Les raies sont pour une partie émises par l'hydrogène et l'hélium à la suite de recombinaisons ions-atomes ; elles existent aussi en ondes radio. Pour l'autre part, elles proviennent de divers ions excités par collisions avec les électrons libres (certaines ont été découvertes dans l'infrarouge lointain par des observations en avion et à partir de satellites). De l'étude de ces raies on peut déduire la température (de l'ordre de 10 000 K), la densité (de 10 à 10 000 particules/cm3) et l'abondance de certains éléments comme l'oxygène, l'azote, le carbone, le néon, le soufre, etc. Cette dernière détermination est très précieuse car elle offre pratiquement la seule possibilité de connaître la composition chimique des galaxies extérieures, grâce à l'étude de leurs nébuleuses gazeuses.

Nébuleuse de la Carène

Photographie : Nébuleuse de la Carène

Quarante-huit images acquises par le télescope spatial Hubble entre mars et juillet 2005, combinées avec des données colorimétriques obtenues depuis le sol à au Cerro Tololo Inter-American Observatory entre décembre 2001 et mars 2003, ont permis de réaliser ce «portrait» de la nébuleuse... 

Crédits : NASA/ ESA/ N. Smith, UCB/ The Hubble Heritage Team, STScI/ AURA

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Les nébuleuses planétaires

Ce sont de très petites nébuleuses ionisées entourant une étoile dont elles ont été éjectées. Leurs propriétés sont semblables à celles des nébuleuses gazeuses, mais leur composition chimique peut avoir été altérée par la nucléosynthèse dans l'étoile qui leur a donné naissance.

Bulles interstellaires et restes de supernovae

Ces objets souvent spectaculaires se présentent sous la forme d'une coquille ionisée plus ou moins sphérique et régulière dont le spectre offre des différences appréciables par rapport à celui des nébuleuses gazeuses, indices d'une densité beaucoup plus grande. En fait, ce qu'on voit est le résultat de la compression de gaz derrière une onde de choc créée par un événement plus ou moins violent survenu au centre de la bulle. Cet événement peut être soit la production de vents rapides et très chauds expulsés par une ou plusieurs étoiles massives centrales, soit une ou plusieurs explosions de surpernovae. Dans les deux cas, la bulle est remplie d'un gaz très chaud (1 million de degrés ou davantage) qui exerce une pression importante vers l'extérieur. Souvent, le gaz interne et, surtout, le gaz comprimé derrière l'onde de choc peuvent être si chauds qu'ils émettent des rayons X. Les restes de supernovae contiennent aussi des électrons de haute énergie qui émettent des ondes radio : la radiosource la plus brillante du ciel, Cassiopeia A, est un reste de supernova. On considère ces objets comme les sources principales du rayonnement cosmique.

Certains restes de supernovae, alimentés en permanence en énergie par un pulsar central laissé pour compte par l'explosion, sont pleins au lieu d'avoir l'aspect de coquilles creuses : il s'agit de plérions (du grec plèrès, « plein »).

Le milieu interstellaire très chaud

Les satellites de spectroscopie en ultraviolet et le télescope spatial Hubble ont permis d'observer, devant les étoiles, des raies interstellaires en absorption qui correspondent à des éléments très ionisés (oxygène 5 fois ionisé, etc.), indicateurs de températures très élevées (environ 500 000 K) ; les observations en rayons X montrent même l'existence de températures encore plus importantes. Certaines de ces raies sont visiblement produites dans des restes de supernovae, mais d'autres non. Une grande partie de l'espace interstellaire est remplie de gaz très chaud et très dilué qui résulte du mélange des bulles précédentes. Notre Galaxie est d'ailleurs entourée d'un halo chaud et étendu qui paraît être le prolongement de ce phénomène.

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Nuage du Cygne

Nuage du Cygne
Crédits : NASA

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Nébuleuse d'Orion

Nébuleuse d'Orion
Crédits : NASA/ ESA/ M. Robberto, STScI/ ESA & the Hubble Space Telescope Orion Treasury Project Team

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Barnard 68

Barnard 68
Crédits : European Southern Observatory

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Nébuleuse de la Carène

Nébuleuse de la Carène
Crédits : NASA/ ESA/ N. Smith, UCB/ The Hubble Heritage Team, STScI/ AURA

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Pour citer l’article

James LEQUEUX, « INTERSTELLAIRE MILIEU », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 01 décembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/milieu-interstellaire/