Aux Origines de la Nébuleuse d'Orion

La grande nébuleuse d'Orion (M42) est un incontournable de la constellation du même nom, et donc un incontournable du ciel d'hiver, la saison idoine pour observer les joyaux d'Orion. Cette magnifique nébuleuse qui est si vaste et brillante qu'elle peut être vue à l’œil nu malgré sa distance de 1350 années-lumière, a pourtant des origines assez mal comprises.

L'anneau de poussière découvert (en vert, à gauche),
l'anneau visible à droite était déjà connu et entoure
l'étoile Lambda Orionis. La nébuleuse d'Orion se trouve
dans la partie inférieure du grand anneau (Schafly et al.)

On sait qu'il s'agit d'une nurserie stellaire, là où naissent des centaines d'étoiles par condensation de gaz, mais d'où vient tout ce gaz est resté longtemps un mystère. De nouvelles observations grâce à une nouvelle technique d'imagerie de la région de M42 viennent de montrer l'existence d'un très vaste anneau de poussière de plusieurs centaines d'années-lumière, dont la nébuleuse ne fait qu'une petite partie. Cette découverte, publiée dans The Astrophysical Journal par une équipe  internationale, dont un astronome français, donne des indices sur l'origine de la Grande Nébuleuse : des explosions d'étoiles massives qui auraient été situées au centre de l'anneau actuel auraient pu éjecter quantité de poussière et de gaz qui par la suite aurait pu produire la nurserie d'Orion.

L'équipe animée par Eddie Schafly, du Max Planck Institute for Astronomy a trouvé cet anneau de poussière en utilisant le télescope Pan-STARRS de 1,8 m à Hawaï. Ils cherchaient de la poussière interstellaire en observant le rougissement caractéristique de la lumière d'étoiles lointaines produit par la présence de poussière. Ils ont cartographié ainsi la zone d'Orion en trois dimensions par l'observation de plus de 20 millions d'étoiles. Le diamètre de l'anneau découvert fait exactement 330 années-lumière de diamètre, il est si grand qu'on pourrait y inclure 27 pleines lunes... Et la grande nébuleuse d'Orion s'y trouve dans une de ses sections les plus denses. 

Les astrophysiciens proposent un scénario pour l'origine de la nébuleuse d'Orion à partir de la découverte de cet énorme anneau de poussière : il y a environ 10 millions d'années (la nébuleuse n'existait pas), un groupe d'étoiles massives apparurent. Ces étoiles très chaudes et lumineuses auraient émis un intense rayonnement UV qui ionise l'hydrogène interstellaire autour d'elles. Ce rayonnement produit une sorte de bulle de gaz et de poussière en expansion, qui se serait accéléré encore davantage lorsque les étoiles massives auraient explosé en supernovas.

La nébuleuse d'Orion (M42) imagée
par le télescope spatial Hubble
(ESA/NASA)

Puis une partie de la surface de la bulle aurait pu être suffisamment dense pour se recontracter sous l'effet de la gravitation et former de toutes nouvelles étoiles, notamment cette région très riche, rendant lumineux le gaz et la poussière, qu'on admire aujourd'hui tous les hivers sous le nom de Nébuleuse d'Orion.

Ce scénario est bien évidemment une première ébauche et nécessitera d'être confirmé. Pour cela, il faudra montrer que l'anneau de poussière est en expansion. Mesurer sa vitesse d'expansion permettra d'autre part de remonter le temps et de savoir quand à débuté cette expansion, et donc de déterminer assez précisément la séquence des événements qui ont donné naissance à la nébuleuse d'Orion.

La découverte de cet anneau de poussière s'avère une découverte importante pour mieux comprendre les phénomènes de formation d'étoiles, bien au-delà du cas particulier de la nurserie d'Orion...

Source : 

Three-dimensional Dust Mapping reveals that Orion Forms Part of a Large Ring of Dust

E. F. Schlafly et al. 

ApJ 799 116 (2015)