Les Nébuleuses Planétaires, à la découverte du nébulium.

En astronomie, une nébuleuse planétaire est un objet astronomique qui ressemble à un disque d’aspect nébuleux lorsqu’il est observé à basse résolution. En raison de cet aspect, semblable à l’aspect des planètes, l’adjectif « planétaire » lui a été attaché, et a été depuis maintenu pour conserver l’uniformité historique. À partir d’observations plus détaillées (en particulier spectroscopiques), on sait maintenant que les nébuleuses planétaires n’ont en fait aucun rapport avec les planètes.

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La ressemblance de ces  nébuleuses avec les planètes fait partie des mystères des astronomes du 19ième siècle. La spectroscopie commence à se développer, et c’est à partir de 1875, que William Huggins et sa femme Margaret Lindsay Murray observent les spectres des objets du ciel, à l’observatoire de Tulse Hill dans la banlieue de Londres. Ils sont les premiers à montrer que les nébuleuses présentent un spectre en émission contrairement aux étoiles qui présentent des spectres en absorption. De l’analyse du spectre de la nébuleuse planétaire de l’œil de chat faite en 1864 avec l’aide de William Allen Miller chimiste de Londres, ils en déduisent de nouvelles raies jamais observées sur terre dans la partie bleue, aux longueurs d’onde 4959A et 5007A. Ils attribuent ces raies en émissions à un nouvel élément que Margaret Lindsay baptisa Nébulium en 1898. Ce n’est qu’en 1927 qu’Ira Sprague Bowen, un astronome Américain du California Institute of Technology, démontra que ces deux raies peuvent être attribuées à de l’Oxygène dans des conditions de très basse pression. Le nébulium était mort! Ces raies seront appelées par la suite raies interdites, en référence au fait qu’elle ne peuvent être reproduite en laboratoire à cause de la pression trop basse. D’autres raies interdites seront découvertes par la suite dans les nébuleuses comme celle de l’azote et du Silicium que l’on voit très bien dans les deux spectres réalisées avec notre UVEX4. (voir ci-dessous)

28/07/2022 C11 UVEX4 Réseau 300tr/mm + ASI183MM - Colorisation des spectres avec le logiciel Vspec - S. UBAUD

Le spectre ci-dessus est une colorisation des spectres des deux nébuleuses M57 et NGC6826 (Blink nebulae) aux quels on a superposé au centre une échelle des longueurs d’onde graduée en Angström (A). Sur ces deux spectres à basse résolution, on distingue très facilement les raies du « nébulium »  notée [OIII] qui signifie raies interdites de l’oxygène O2+. Par contre les raies interdites de l’azote [NII] et du silicium [SiII] sont bien visibles sur celui de la nébuleuse de la Lyre mais sont plus faible dans le spectre de Blink Nébulae. 

Ci-dessus, on peut voir la nébuleuse NGC 6826 positionnée et guidée dans la fente de guidage pour obtenir une série de spectres qui seront ensuite traités pour obtenir un profil calibré. Blinking nebula – distance ~5220 al - Mag B 10,21 V 9,6 - P Dubreuil.
NGC6826 - Mathieu Conjat - coupole Schaumasse - OCA

Le spectroscope UVEX4 permet de pousser l’analyse dans le proche UV en dessous de 4000A, ainsi Pierre a réalisé ce spectre de Blink nebulae avec une résolution intermédiaire de l’ordre de R≈2000 avec un réseau 600tr/mm.

Un traitement complet des spectres permet d'obtenir un profil spectral de la nébuleuse Blink. L' identification des raies avec leurs intensités relatives permettent de qualifier le type de nébuleuse.
Profil spectral et identification des raies les plus intenses.
Quelques remarques
Les raies de Balmer (Hα, Hβ,Hγ, Hδ) sont des raies permises obtenues par recombinaison d’électrons avec les ions Hsuivies de désexcitations radiatives.
Le continuum très faible est caractéristique d’un milieu très peu dense.
Les raies très fines indiquent des vitesses faibles dans le milieu gazeux.
Présence de raies correspondant à des transitions dites «interdites: [OIII], [ArIII], etc…
Ces transitions uniquement possibles dans des milieux très dilués, sont dues à des excitations d’atomes par collisions d’électrons libres, suivies de désexcitations radiatives.
Ces transitions ne peuvent être observées dans les laboratoires terrestres du fait de la densité trop élevée du milieu

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