21/09/2013

Des Nébuleuses Planétaires Etrangement Alignées

Des astronomes anglais viennent de trouver quelque chose d'étonnant. De nombreuses nébuleuses planétaires situées au cœur de notre galaxie montrent un alignement identique, elles sont alignées le long du plan galactique.
Il s'agit d'un certain type de nébuleuses planétaires, celles qu'on appelle des nébuleuses planétaires bipolaires. Les nébuleuses planétaires peuvent être classifiées selon trois familles : les polaires (les nébuleuses planétaires en forme de boule ou de coquille), les biploaires (qui montrent des formes de double lobe ou d'ailes de papillon) et enfin les non-polaires, qui se trouvent sans forme bien définie.
Une nébuleuse planétaire n'a de planète que le nom qui leur fut donné il y a quelques siècles. Il s'agit en fait d'enveloppes de gaz expulsées par une étoile de faible masse en fin de vie. Les nébuleuses planétaires bipolaires produisent de particulièrement belles formes.

Exemples de nébuleuses planétaires bipolaires : Hen3-1475, Hubble5, M2-9, NGC 5189,  NGC6302 et NGC 6881 (Hubble Space Telescope, NASA/ESA)
Les astronomes anglais de l'université de Manchester qui ont fait cette étude se sont penchés sur plus d'une centaine de nébuleuses planétaires des trois types peuplant la zone centrale de notre galaxie, qu'on appelle le bulbe. 
Toutes ces nébuleuses planétaires sont issues d'étoiles sans aucun lien entre elles, sauf leur appartenance à la même galaxie. Ce qu'ont découvert Bryan Rees et Albert Zijlstra, c'est que la plupart des nébuleuses planétaires bipolaires qu'ils ont observées avec le New Technology Telescope de l'ESO et le Télescope Spatial Hubble, sont orientées dans la même direction... ce qui est tout à fait surprenant sachant qu'elles ont toutes une histoire et des caractéristiques différentes. Leur grand axe est orienté dans le plan galactique.
"Alors qu'observer un tel alignement est déjà très surprenant, le voir dans la région centrale de la galaxie, très peuplée, est encore plus inattendu", précise Albert Zijlstra.
La célèbre nébuleuse bipolaire PN Hb 12, aussi appelée Hubble 12 (NASA/ESA)

On estime généralement que la forme des nébuleuses planétaires est sculptée par la rotation du système d'étoiles en étant à l'origine, souvent un système d'étoiles double. La présence de planètes peut également influencer fortement la forme de la bulle de gaz. La forme très particulière des nébuleuses bipolaires est probablement causée par des jets soufflant de la matière perpendiculairement à l'orbite du système.

Mais pour s'aligner comme l'ont observé les deux astronomes anglais, les étoiles binaires ayant formé ces nébuleuses auraient dû tourner perpendiculairement aux nuages interstellaires à partir desquelles elles se sont formées, ce qui paraît très étrange.
Schéma du processus d'alignement suggéré par B. Rees and A. A. Zijlstra

Tout le bulbe central est en rotation autour du centre galactique. Il semble ainsi que le bulbe ait une influence bien plus importante sur l'ensemble de la galaxie que ce qu'on pouvait penser auparavant, notamment via ses champs magnétiques. Comme les étoiles progénitrices des nébuleuses planétaires sont âgées entre 8 milliards et 13 milliards d'années, les auteurs suggèrent que c'est au moment de la naissance de ces étoiles binaires que le champ magnétique du bulbe, orienté dans le plan galactique, à forcé le plan de rotation des systèmes stellaires en formation à se retrouver dans le plan orthogonal au plan galactique.

L'alignement des résidus nébuleux de toute beauté que nous obervons aujourd'hui serait donc la signature de ces plans de rotation parallèles, eux-même signant la caractéristique du champ magnétique galactique qui existait il y a plusieurs milliards d'années et qui n'existe plus aujourd'hui.


Référence :
Alignment of the Angular Momentum Vectors of Planetary Nebulae in the Galactic Bulge
B. Rees and A. A. Zijlstra
à paraître in Mon. Not. R. Astron. Soc.