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    Lasers nébuleuses planétaires

    La nébuleuse de la fourmi (Menzel 3) vue par Hubble. Les astronomes ont détecté une émission de laser à hydrogène de cet objet - la première fois que des lasers ou des masers ont été observés de manière convaincante dans une nébuleuse planétaire. Crédit :NASA/Hubble

    Les masers astronomiques (les analogues de longueur d'onde radio des lasers) ont été identifiés pour la première fois dans l'espace il y a plus de cinquante ans et ont depuis été observés dans de nombreux endroits; des lasers astronomiques ont également été observés depuis. Certains des masers les plus spectaculaires se trouvent dans des régions de formation d'étoiles actives; dans un cas, la région rayonne autant d'énergie dans une seule raie spectrale que notre Soleil dans tout son spectre visible. Typiquement, le rayonnement maser provient de molécules comme l'eau ou l'OH qui sont excitées par les collisions et l'environnement de rayonnement autour des jeunes étoiles. En 1989, L'émission maser d'atomes d'hydrogène gazeux atomique a été découverte autour de l'étoile MWC349.

    Cette source remarquable s'est depuis avérée émettre des raies à des longueurs d'onde infrarouges suffisamment courtes pour les qualifier de véritables lasers (pas seulement de masers). L'objet a été soigneusement modélisé et les conditions détaillées produisant les lasers et les masers ont été déterminées :les raies apparaissent principalement dans un disque dense de gaz ionisé vu presque par la tranche. Depuis la découverte initiale, malgré de nombreuses recherches, aucune autre source n'a été trouvée qui soit aussi complexe et dramatique dans son émission que MWC349, bien que plusieurs autres cas de masers à hydrogène faibles aient été trouvés.

    L'astronome du CfA Rodolfo Montez faisait partie d'un groupe de quinze astronomes utilisant l'observatoire spatial Herschel pour étudier les nébuleuses planétaires. Ils ont découvert de manière inattendue douze lignes laser à hydrogène infrarouge lointain dans l'un d'eux, la nébuleuse Menzel 3. Bien que faible par rapport aux autres raies atomiques de la nébuleuse, les raies de l'hydrogène sont beaucoup plus fortes que dans n'importe quelle autre nébuleuse planétaire connue et plus fortes que prévu. Leurs lignes de forces relatives montrent qu'elles ne peuvent pas provenir du gaz ionisé normal trouvé dans les nébuleuses planétaires, mais plutôt de conditions qui suggèrent des densités élevées ou des effets inhabituels.

    Les rapports de ligne sont très similaires à ceux du MWC349, menant à la conclusion qu'il s'agit de lasers. Étant donné que Menzel 3 (comme MWC349) a un disque visualisé par la tranche et une sortie bipolaire, les conditions physiques semblent étayer cette conclusion. Le nouveau résultat ajoute un laser naturel de plus à une courte liste cosmique, mais ajoute aussi un mystère :les lignes radio (maser) en hydrogène dans MWC349 et d'autres sources sont de très forts émetteurs, pourtant aucun maser n'a été vu dans Menzel 3. Il y a clairement plus à apprendre sur cet objet, et sur les lasers astrophysiques.


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