Abell 39, la 39e entrée dans un catalogue de grandes nébuleuses découvertes par George Abell en 1966, est un bel exemple de nébuleuse planétaire. Il a été choisi pour étude par George Jacoby (Observatoire WIYN), Gary Ferland (Université du Kentucky), et Kirk Korista (Western Michigan University) en raison de sa belle et rare symétrie sphérique. Cette photo a été prise au télescope de 3,5 m (138 pouces) de l'observatoire WIYN à l'observatoire national de Kitt Peak, Tucson, de A à Z, en 1997 grâce à un filtre bleu-vert qui isole la lumière émise par les atomes d'oxygène dans la nébuleuse à une longueur d'onde de 500,7 nanomètres. La nébuleuse a un diamètre d'environ cinq années-lumière, et l'épaisseur de la coquille sphérique est d'environ un tiers d'année-lumière. La nébuleuse elle-même est d'environ 7, 000 années-lumière de la Terre dans la constellation d'Hercule. Crédit :T.A.Rector (NRAO/AUI/NSF et NOAO/AURA/NSF) et B.A.Wolpa (NOAO/AURA/NSF)
Les scientifiques s'accordent à dire que le soleil mourra dans environ 10 milliards d'années, mais ils n'étaient pas sûrs de ce qui se passerait ensuite... jusqu'à maintenant.
Une équipe d'astronomes internationaux, dont le professeur Albert Zijlstra de l'Université de Manchester, prédisent qu'il se transformera en un anneau massif de lumière, gaz et poussières interstellaires, connue sous le nom de nébuleuse planétaire.
Une nébuleuse planétaire marque la fin de 90 % de toutes les vies actives des étoiles et retrace la transition de l'étoile d'une géante rouge à une naine blanche dégénérée. Mais, pendant des années, les scientifiques ne savaient pas si le soleil de notre galaxie suivrait le même sort :on pensait qu'il avait une masse trop faible pour créer une nébuleuse planétaire visible.
Pour découvrir que l'équipe a développé une nouvelle étoile, modèle de données qui prédit le cycle de vie des étoiles. Le modèle a été utilisé pour prédire la brillance (ou luminosité) de l'enveloppe éjectée, pour les étoiles de masses et d'âges différents.
La recherche est publiée dans Astronomie de la nature le lundi 7 mai.
Le professeur Zijslra explique :"Quand une étoile meurt, elle éjecte une masse de gaz et de poussière - connue sous le nom d'enveloppe - dans l'espace. L'enveloppe peut représenter jusqu'à la moitié de la masse de l'étoile. Cela révèle le noyau de l'étoile, qui à ce stade de la vie de l'étoile est à court de carburant, finalement s'éteindre et avant de finalement mourir.
"Ce n'est qu'alors que le noyau chaud fait briller l'enveloppe éjectée pendant environ 10, 000 ans—une brève période en astronomie. C'est ce qui rend visible la nébuleuse planétaire. Certains sont si brillants qu'ils peuvent être vus à des distances extrêmement grandes mesurant des dizaines de millions d'années-lumière, où l'étoile elle-même aurait été beaucoup trop faible pour être vue."
Le modèle résout également un autre problème qui laisse perplexe les astronomes depuis un quart de siècle.
Il y a environ 25 ans, les astronomes ont découvert que si vous regardez les nébuleuses planétaires dans une autre galaxie, les plus brillants ont toujours la même luminosité. Il a été découvert qu'il était possible de voir à quelle distance une galaxie était juste de l'apparition de ses nébuleuses planétaires les plus brillantes. En théorie, cela fonctionnait dans n'importe quel type de galaxie.
Mais alors que les données suggéraient que c'était correct, les modèles scientifiques prétendaient le contraire. Le professeur Zijlstra ajoute :« Vieux, les étoiles de faible masse devraient faire des nébuleuses planétaires beaucoup plus faibles que les jeunes, étoiles plus massives. C'est devenu une source de conflit depuis 25 ans.
"Les données disaient que vous pouviez obtenir des nébuleuses planétaires brillantes à partir d'étoiles de faible masse comme le soleil, les modèles ont dit que ce n'était pas possible, quelque chose de moins d'environ deux fois la masse du soleil donnerait une nébuleuse planétaire trop faible pour être vue."
Les nouveaux modèles montrent qu'après l'éjection de l'enveloppe, les étoiles chauffent trois fois plus vite que dans les modèles plus anciens. Cela le rend beaucoup plus facile pour une étoile de faible masse, comme le soleil, pour former une nébuleuse planétaire brillante. L'équipe a découvert que dans les nouveaux modèles, le soleil est presque exactement l'étoile de masse la plus basse qui produit encore un visible, bien que faible, nébuleuse planétaire. Les étoiles même quelques pour cent plus petites ne le font pas.
Le professeur Zijlstra a ajouté :"Nous avons découvert que les étoiles dont la masse est inférieure à 1,1 fois la masse du soleil produisent des nébuleuses plus faibles, et des étoiles plus massives que 3 masses solaires des nébuleuses plus brillantes, mais pour le reste la luminosité prédite est très proche de ce qui avait été observé. Problème résolu, après 25 ans !
"C'est un beau résultat. Non seulement nous avons maintenant un moyen de mesurer la présence d'étoiles de quelques milliards d'années dans des galaxies lointaines, qui est une gamme qui est remarquablement difficile à mesurer, nous avons même découvert ce que le soleil fera quand il mourra !"
