Ken Tapping, le 1 juin 2011

Au XVIII^e siècle et au début du XIX^e, William et Caroline Herschel, suivis de leur fils John, consacrèrent une partie considérable de leur temps à repérer et à répertorier les innombrables corps peu lumineux que recèle le firmament. Leurs télescopes étaient modestes et les observations, extrêmement pénibles.

Parmi les objets découverts avec ces petits télescopes figuraient des amas de gaz élusifs, à très faible luminosité, ayant la forme approximative d’un disque. Bon nombre luisaient trop peu pour qu’on en distingue la couleur, mais quand c’était le cas, la teinte tirait sur le bleu ou le vert. Les Herschel baptisèrent ces corps célestes « nébuleuses planétaires », c’est-à-dire des nuages ressemblant à des planètes. Malgré leur nom, les nébuleuses planétaires n’ont toutefois rien à voir avec des planètes, elles constituent une période dans la vie des étoiles vieillissantes.

Les étoiles sont de grosses boules de gaz brûlants alimentées par la fusion nucléaire en leur cœur. Comme elles ne disposent que du combustible qu’elles ont amassé à leur formation, arrive un jour où ce combustible vient à manquer. L’accumulation des résidus dans le cœur de l’étoile et l’amenuisement des réserves de combustible font en sorte que l’astre enfle pour devenir une géante rouge. Parvenu à ce stade, dans deux ou trois milliards d’années, le Soleil aura pris assez d’ampleur pour avaler Mercure, Vénus et éventuellement la Terre. En s’éloignant des centaines de fois du cœur de l’étoile, les couches superficielles réduisent de dizaines de milliers de fois la force gravitationnelle qui les retient.

Les étoiles tel le Soleil perdent constamment de la matière de leurs couches extérieures. Ces substances s’écoulent dans l’espace sous forme de vents rapides, mais raréfiés. Dans le cas du Soleil, on parle de vents solaires. Ces vents soufflent parce que la gravité ne peut surmonter le rayonnement stellaire et les autres forces qui poussent la matière vers l’extérieur.

Quand la force qui retient les couches extérieures de l’étoile faiblit de dizaines de milliers de fois, la quantité de matière qui s’échappe dans l’espace augmente considérablement. En outre, bien qu’elle commence à manquer de combustible, l’étoile brûle ce qui lui reste encore plus vite, ce qui accroît sa luminosité. Les rayonnements de cette étoile plus brillante poussent la matière encore plus rapidement vers l’extérieur. Ajoutons maintenant l’instabilité qui caractérise souvent les étoiles vieillissantes, les font battre et varier d’éclat et il en résulte un flot de matière ponctué d’« éternuements » sporadiques, où la quantité de substances éjectée est plus abondante. Un nuage de matière finit tôt ou tard par entourer l’étoile. Les éjections prennent fin quand ne subsiste plus de l’étoile que son cœur extrêmement chaud. On appelle alors celui-ci une « naine blanche ». Sa température extrême favorise l’émission d’une copieuse dose de rayons ultraviolets qui font luire l’enveloppe gazeuse environnante.

La forme de cette enveloppe dépend du type exact d’instabilité dont l’étoile a souffert, ainsi que des nuages de gaz et des champs magnétiques à proximité. Les télescopes modernes révèlent que ces nébuleuses planétaires ont des formes complexes et magnifiquement colorées évoquant des coquilles, des hélices, des fleurs et d’autres objets, plus difficiles à décrire. Cherchez les images de « nébuleuses planétaires » sur Internet. Vous verrez quelques-unes des plus belles merveilles de l’Univers. Tout cela grâce aux télescopes contemporains.