Un astronome amateur découvre une traînée de gaz aussi fine qu’un crayon traversant le rémanent de supernova du Voile
Image à la une : [Image H-alpha profonde de la nébuleuse orientale du Voile (NGC 6992) montrant la fine traînée ; crédit : D. Martinez-Delgado et al.]
Une traînée de gaz lumineux, étroite et parfaitement collimatée, traversant le rémanent de supernova du Voile a été découverte dans des images astronomiques amateures profondes, une caractéristique si subtile qu’elle est passée inaperçue dans les données professionnelles pendant plus d’une décennie.
La découverte, publiée sur le serveur de prépublication arXiv le 25 juin, a d’abord été repérée dans des images H-alpha profondes en bande étroite prises avec un télescope Planewave CDK de 43 centimètres à l’observatoire Stan Watson. Une fois identifiée, la caractéristique a été confirmée dans plus d’une douzaine d’images amateures et professionnelles disponibles publiquement couvrant les 20 dernières années, écartant toute possibilité d’artefact instrumental.
La structure est un filament gazeux extrêmement étroit, mesurant seulement 1,63 seconde d’arc de large, soit environ 1 200 unités astronomiques à la distance estimée de la nébuleuse du Voile de 2 400 années-lumière. Elle n’est visible qu’en émission H-alpha, la lumière rouge émise par les atomes d’hydrogène excités, sans contrepartie détectable en émission de soufre ionisé ni en lumière continue visible. Sur toute sa longueur visible, la traînée maintient une luminosité et une largeur presque constantes.
Qu’est-ce que la nébuleuse du Voile ?
La nébuleuse du Voile, également connue sous le nom de Boucle du Cygne, est l’un des rémanents de supernova les plus brillants et les plus étudiés du ciel. Située dans la constellation du Cygne à une distance d’environ 2 400 années-lumière, elle est le nuage de débris en expansion d’une étoile massive qui a explosé il y a entre 8 000 et 20 000 ans. L’étoile progénitrice est estimée avoir eu environ 20 fois la masse du Soleil.
Le rémanent s’étend sur environ 110 années-lumière de diamètre, une taille angulaire d’environ 3 degrés dans le ciel, soit environ six fois le diamètre de la pleine lune. Il est visible aux jumelles sous un ciel sombre et est une cible privilégiée pour les astrophotographes amateurs, qui capturent sa délicate structure filamentaire en images à bande étroite.
La caractéristique découverte dans la nouvelle étude traverse la région orientale du Voile, connue sous le nom de NGC 6992, qui forme l’arc oriental brillant du rémanent.
De quoi s’agit-il ?
L’article envisage plusieurs explications possibles pour la traînée. Un jet Herbig-Haro provenant d’une jeune étoile est exclu : il n’y a aucune source stellaire jeune propulsant le jet à l’une ou l’autre extrémité, et la caractéristique ne montre aucune émission de soufre détectable, ce qui est une caractéristique des objets HH typiques. Un sillage d’un objet stellaire à haute vélocité, tel qu’une étoile fugitive ou une étoile à neutrons, est défavorisé car la structure d’onde de choc en proue attendue est absente et aucun conducteur stellaire n’a été identifié à l’une ou l’autre extrémité de la traînée.
L’explication privilégiée est que la traînée est un choc non radiatif dominé par les raies de Balmer associé à la Boucle du Cygne elle-même. Ces chocs se produisent lorsque l’onde de souffle d’un rémanent de supernova rencontre une couche dense de matière ou une structure magnétique à une vitesse extrêmement élevée, plus de 200 kilomètres par seconde, dans un environnement de faible densité. Le gaz choqué ne se refroidit pas par rayonnement et son émission est dominée par les raies de Balmer de l’hydrogène produites par excitation collisionnelle et échange de charge, avec des raies interdites faibles ou absentes comme l’émission de soufre qui domine dans les filaments les plus brillants du Voile.
L’extrême collimation de la caractéristique, plus fine que tout filament connu dans le Voile, pourrait s’expliquer par le fait que le choc est vu presque de chant alors qu’il balaie une fine feuille de matière ou suit un tube de flux magnétique.
Collaboration pro-am en action
La découverte est un exemple frappant de collaboration entre professionnels et amateurs en astronomie moderne. L’auteur principal, David Martinez-Delgado du Centro de Estudios de Fisica del Cosmos de Aragon en Espagne, a une longue expérience dans l’imagerie ultra-profonde pionnière avec de petits télescopes. Il a précédemment découvert des courants de marée stellaires autour de galaxies proches et des candidats galaxies naines en utilisant un équipement de qualité amateur.
L’équipe comprend des astronomes professionnels d’instituts de recherche espagnols aux côtés d’astrophotographes amateurs expérimentés d’Allemagne, des États-Unis, d’Italie, de Russie, d’Autriche et de Chypre. La caractéristique était déjà présente mais non reconnue dans les données professionnelles publiées par Vucetic et collaborateurs en 2023, ce qui signifie qu’elle est passée inaperçue des astronomes professionnels et a été repérée pour la première fois par l’examen minutieux d’un amateur d’images H-alpha profondes.
Des observations de suivi ont été menées avec le télescope Fraunhofer Wendelstein de 2,1 mètres, utilisant des filtres H-alpha, soufre et large bande pour confirmer les propriétés inhabituelles de la caractéristique. L’analyse a utilisé un code spécialisé de modélisation d’ajustement développé à l’origine pour l’étude des courants de marée stellaires extragalactiques, adapté ici pour la première fois à un rémanent de supernova galactique.
Et ensuite
L’équipe prévoit des mesures plus profondes du rapport H-alpha et soufre pour confirmer définitivement le mécanisme de choc, des mesures de mouvement propre qui devraient détecter le mouvement prédit de 0,06 à 0,15 seconde d’arc par an pour un choc non radiatif, et une spectroscopie pour mesurer les composantes large et étroite de la raie H-alpha, qui devraient révéler des vitesses de centaines de kilomètres par seconde.
S’il est confirmé comme un choc dominé par Balmer, cette caractéristique représenterait l’un des exemples les plus purs de ce phénomène rare jamais observé dans un rémanent de supernova évolué, et un témoignage de ce que l’équipement amateur moderne peut révéler lorsqu’il est pointé vers certains des objets les plus étudiés du ciel nocturne.
Traduit par Lydie