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NGC 2359. Team Astrochile. Nuits du 27, 28 et 29 janvier 2023.


CDK 500 avec monture Planewave L-500 pilotée par PWI4. Caméra QHY600MM, focusing avec PWI3.

Séquenceur CCD Autopilot.

Traitement image par Siril, Pixinsight, PS.

Luminance : 16x300s, R, G et B : 12x300s

Pour la luminance, toutes les poses ont été conservées, elles ont un FWHM compris entre 1,5 et 2,0" d'arc, avec une moyenne à environ 1,7" d'arc

NGC 2359 - Casque de Thor

Première image officielle du CDK 500

Introduction

Fameuse nébuleuse diffuse en émission en forme de casque ailé, NGC 2359 doit son petit nom de Casque de Thor à sa forme assez caractéristique. Elle a été découverte par William Herschel en 1785. 


Elle est située dans la constellation du Grand Chien à environ 15000 années-lumière du système solaire. De taille digne d'un dieu nordique, ce casque céleste mesure une trentaine d’années-lumière de diamètre.

Elle contient la petite nébuleuse en émission NGC 2361, un petit "grumeau lumineux" située à sa bordure (voir figure2) découvert par Bigourdan le 25 février 1887. Aujourd’hui, NGC 2361 n’apparait plus dans la base de donnée de Strasbourg (Sinbad), fusionnée avec NGC 2359.

Description

Le "casque" est une bulle de gaz interstel-laire (le nuage moléculaire environnant) soufflée par les vents rapides d’une étoile massive et brillante en son centre, extrêmement chaude, de type Wolf-Rayet (WR), en l’occurrence ici WR7.


Les étoiles WR sont des géantes bleues massives rares extrêmement chaudes qui se trouvent dans une brève étape de l'évo-lution stellaire précédant l'explosion en supernova. Elles développent des vents stellaires dont la vitesse peut a􀀁eindre des millions de kilomètres par heure. Mais à l’inverse d’une structure assez harmonieuse comme celle de la Nébuleuse de la Bulle, le Casque de Thor présente un aspect "torturée" lié à des interactions avec un grand nuage moléculaire qui ont contribué à la forme complexe de ce􀀁e nébuleuse et notamment à ses structures courbées. Avec un taux d'expansion de la "bulle" du Casque variant entre 10 km/s et 30 km/s selon l'endroit considéré, l'âge de ce􀀁e nébuleuse est estimé entre 78 500 et 236 000 ans (un peu après l’époque de l'Homme de Saccopastore).


Le vert-émeraude de cette nébuleuse provient des fortes émissions des atomes d'oxygène dans le gaz rougeoyant : la structure filamenteuse du Casque de Thor renferme une masse de gaz ionisé estimée à environ 70M⊙, alors que la masse de l'ensemble du complexe ionisé est comprise entre 850 et 1100M⊙. La masse totale du gaz neutre, située en périphérie de la bulle, est d'environ 320 M⊙. Toute cette matière ne provient pas de l'étoile ; il s'agit en grande partie du milieu interstellaire balayé par les vents stellaires. En tenant compte de toutes les composantes de la bulle, la masse totale de l'ensemble serait d'environ 2 200 M⊙. L’émission de rayons X de NGC2359 peut être décrite par un modèle d'émission de plasma optiquement mince. Les observations de XMM–Newton montrent sur la figure 2 la composante d’émission X de NGC 2359.

Image composite en couleur de l'observation XMM-Newton de NGC 2359.

Les couleurs rouge et verte correspondent aux bandes Hα et [O III] et la couleur bleue correspond à l'émission de 0,3-1,1 keV.

Les sources ponctuelles ont été supprimées de cette image. J. A. Toalá et al. 2015.

Un peu de science

L'étude des plasmas optiquement minces en astronomie permet de modéliser la formation et l'évolution des étoiles, ainsi que  de nombreux phénomènes physiques qui se produisent à "l’échelle astronomique". 

Un plasma optiquement mince est un gaz ionisé dont la longueur de diffusion optique est très petite par rapport à la taille de l'objet. Cela signifie que la lumière émise par le plasma est très faible et difficile à détecter, ce qui le rend invisible à l'œil nu. Les plasmas optiquement minces sont couramment rencontrés dans l'univers, tels que dans les nébuleuses planétaires, les régions HII et les jets stellaires.


Les propriétés d'un plasma optiquement mince incluent :

  1. 1. Ionisation élevée : Les atomes sont ionisés en raison de l'énergie thermique élevée du plasma.

  2. 2. Conductivité électrique élevée : Les charges libres perme􀀁ent une conducti-vité électrique élevée dans le plasma.

  3. 3. Couplage magnétique : Le plasma est fortement couplé au champ magnétique environnant, ce qui peut influencer sa dynamique et sa structure. 

  4. 4. Interactions lumineuses complexes : Les interactions entre la lumière et les charges libres peuvent donner lieu à des phénomènes complexes tels que les lignes spectrales et la polarisation de la lumière.

  5. 5. Instabilité dynamique : Les instabilités dynamiques peuvent se produire en raison de l'interaction entre les charges libres et les champs électromagnétiques, ce qui peut conduire à des évé-nements tels que les éjections de matière et les explosions.

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En pratique, on peut retenir que la plupart des photon émis au sein de ces plasmas, de densité relativement basse, s’échappent sans être absorbés. Ces plasmas optiquement minces jouent un rôle important au sein de nombreux phénomènes célestes tels que :


  1. - Dans les nébuleuses planétaires, formées par la perte de la matière d'une étoile en fin de vie. Des plasmas opti-quement minces sont souvent associés à ces nébuleuses et peuvent être observés à travers leur émission de lumière dans les longueurs d'onde du spectre visible et de l'infrarouge.

  2. - Dans les jets stellaires, structures de plasma expulsées par certaines étoiles en formation. Ils contiennent des plasmas optiquement minces qui peuvent être étudiés pour en savoir plus sur la dynamique des étoiles en formation.

  3. - Dans les régions HII : Les régions HII sont des nuages de gaz ionisé qui se forment autour de jeunes étoiles brillantes et au sein desquelles on peut aussi trouver des plasmas optiquement minces, observables notamment à travers leur émission de lumière dans les longueurs d'onde du spectre visible et de l'infrarouge.


Dans le cadre du Casque de Thor, par exemple, la mesure estimée de la densité d'électrons, de ≲0.6 cm-3, et le fait que l'émission de rayons X puisse être modélisée avec des abondances identiques à celles de la nébuleuse optique ont permis de conforter l’hypothèse que la bulle chaude de NGC 2359 avait augmenté de densité à la suite d’un fort mélange avec le matériau extérieur du milieu interstellaire.

Références :

Wikipedia


J. A. Toalá, M. A. Guerrero, Y.-H. Chu, R. A. Gruendl, On the diffuse X-ray emission from the Wolf–Rayet bubble NGC 2359, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 446, Issue 1, January 2015, Pages 1083–1089

Date  de création : 

Date  de modification :

03 02 2023

03 02 2023

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