James Webb, en observant les profondeurs de la nébuleuse NGC1333, découvre une pouponnière d'étoiles !

Si les observations de nébuleuses réalisées avec le télescope Hubble peuvent être considérées comme "discrètes", celles du télescope James Webb sont absolument "indiscrètes" : elles pénètrent à l'intérieur de la nébuleuse et révèlent ce qui y est caché. Un exemple en est la nébuleuse NGC1333.

Image infrarouge d'une partie de la nébuleuse NGC1333 observée par le télescope spatial James Webb. Crédit : ESA/Webb, NASA & ; CSA, A. Scholz, K. Muzic, A. Langeveld, R. Jayawardhana.
Image infrarouge d'une partie de la nébuleuse NGC1333 observée par le télescope spatial James Webb. Crédit : ESA/Webb, NASA & ; CSA, A. Scholz, K. Muzic, A. Langeveld, R. Jayawardhana.

Les astronomes connaissent bien la capacité de la poussière interstellaire à dissimuler ce qu'elle enveloppe. Là où la poussière est la plus concentrée dans l'espace, moins d'objets astronomiques sont visibles. À moins qu'au lieu de regarder les longueurs d'onde visibles, nous passions aux longueurs d'onde infrarouges.

Le rayonnement électromagnétique visible, du rouge au violet, est fortement absorbé par la poussière. Si une étoile émet principalement dans la bande visible et qu'elle est entourée de poussière, elle reste cachée. En revanche, si une étoile émet principalement dans la bande infrarouge (comme c'est le cas pour les étoiles naissantes) et qu'elle est entourée de poussière, son rayonnement pénètre la poussière et révèle sa présence.

L'observation récente de la nébuleuse NGC1333 avec le télescope James Webb en est un exemple.

La nébuleuse NGC1333

L'une des régions de formation d'étoiles les plus proches de la Terre est cataloguée sous l'acronyme NGC1333.

NGC est l'abréviation de New General Catalogue (nouveau catalogue général) et contient environ 8 000 objets astronomiques de différents types. Il a été compilé à la fin du 19e siècle par John Dreyer à partir des observations de l'astronome William Herschel et de son fils John.

NGC1333 est une petite nébuleuse située dans la direction de la constellation de Persée. Elle fait partie d'un ensemble beaucoup plus vaste, le nuage moléculaire de Persée, situé dans le bras d'Orion, à environ 960 années-lumière de la Terre.

La principale caractéristique de ce nuage est qu'il y a une formation intense d'étoiles, mais de faible masse, c'est-à-dire similaire ou inférieure à celle du Soleil.

NGC1333
Image de la nébuleuse entière prise par le télescope infrarouge Spitzer. Crédit : NASA/JPL-Caltech/R. A. Gutermuth (Harvard-Smithsonian CfA)

Rappelons que le Soleil est défini comme une étoile naine, c'est-à-dire une étoile de faible masse, qui est le type d'étoile le plus nombreux dans l'univers.

NGC1333 est une nébuleuse par réflexion. Ses gaz et ses poussières sont visibles lorsqu'ils sont éclairés par une étoile très brillante située à proximité de la nébuleuse elle-même.

Outre les nébuleuses par réflexion, il existe également des nébuleuses par émission. Dans ce cas, la nébuleuse est visible parce que le gaz (hydrogène) qu'elle contient est ionisé par le rayonnement émis par des étoiles très chaudes à l'intérieur de la nébuleuse. Le rayonnement électromagnétique émis lors du processus de désexcitation rend la nébuleuse visible.

Au fil du temps, la nébuleuse NGC1333 a été observée à la fois dans le visible et dans l'infrarouge. Alors que les observations dans le visible n'ont permis d'observer que les couches externes éclairées par l'étoile brillante voisine, les observations dans l'infrarouge ont permis d'observer ses couches internes, en capturant la lumière infrarouge émise par les objets astronomiques qu'elle contient.

L'image de James Webb

La présence abondante de poussière cache les régions les plus profondes de la nébuleuse. En effet, le rayonnement visible émis par les objets astronomiques à l'intérieur de la nébuleuse est complètement absorbé par la poussière avant de s'échapper, l'empêchant de révéler ce qui s'y trouve.

Sinon, le rayonnement infrarouge pourrait traverser la poussière. Le rayonnement infrarouge émis par tous les objets astronomiques qui s'y trouvent s'échappe alors, révélant ce qu'il y a à l'intérieur. La sensibilité aux infrarouges des instruments embarqués à bord du télescope James Webb a permis d'enregistrer les objets qui s'y trouvent.

Il s'est avéré qu'il s'agit d'objets très intéressants. En effet, il s'agit d'étoiles naissantes encore enveloppées de poussière, une véritable pouponnière stellaire. Mais il y a aussi des naines brunes, c'est-à-dire des objets dont la masse se situe à la limite entre les plus petites étoiles et les planètes géantes, et des objets de masse planétaire.

Les observations dans l'infrarouge du télescope James Webb révèlent la région intérieure. Sur la photo de couverture, la couleur orange de l'image du télescope James Webb montre la répartition des poussières éclairées par les étoiles les plus brillantes. Presque toutes les néo-étoiles, les points rouges dans la nébuleuse, ont un disque à l'intérieur duquel des planètes se forment ou se formeront probablement.

L'image de Hubble

La même nébuleuse a été récemment observée dans la bande visible par le télescope spatial Hubble à l'occasion de son 33e anniversaire. Cependant, ses observations sont limitées à la région extérieure. Hubble n'a pu observer que les parties extérieures, et uniquement parce qu'elles sont éclairées par une étoile brillante proche.

NGC1333
Image de NGC1333 prise dans le visible par le télescope Hubble. Crédit : NASA, ESA et STScI ; Traitement de l'image : Varun Bajaj (STScI), Joseph DePasquale (STScI), Jennifer Mack (STScI).

Ce que nous voyons dans NGC1333 est probablement le même type de nuage dans lequel le Soleil et son système solaire se sont formés il y a 4,6 milliards d'années. Même le Soleil ne s'est pas formé seul, mais en même temps que d'autres étoiles similaires.

Ces observations sont particulièrement utiles pour comprendre les caractéristiques de l'environnement dans lequel le Soleil est né et a évolué au cours de ses premiers millions d'années de vie.

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