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Grâce à la puissance inégalée du télescope spatial James-Webb, les scientifiques ont récemment capturé une image d’une nébuleuse planétaire située dans la constellation du Taureau, à environ 1 500 années-lumière de la Terre. Cette structure céleste, connue sous le nom de NGC 1514, révèle des détails d’une étoile mourante comme jamais observés auparavant. Le travail sur cette nébuleuse est détaillé dans un article publié dans The Astronomical Journal.
Contrairement à ce que son nom pourrait suggérer, une nébuleuse planétaire n’a aucun lien avec les planètes. Il s’agit en réalité d’un nuage de gaz et de poussières formé par l’expulsion des couches externes d’une étoile en fin de vie. NGC 1514, en particulier, présente une configuration intrigante. En son cœur se trouvent deux étoiles en orbite l’une autour de l’autre, qui n’apparaissent à l’œil du télescope que comme un unique point lumineux. Autour d’eux s’étendent des arcs de poussière orange vif, formant une structure visuellement similaire à un diagramme de Venn céleste, une image frappante de matière en interaction gravitationnelle.
La forme si particulière de la nébuleuse est principalement due à l’action combinée des deux étoiles centrales. L’une d’elles, plus massive, a traversé les dernières étapes de sa vie en se débarrassant de ses couches externes, libérant des vents stellaires riches en gaz et en poussières. Ce processus a laissé derrière lui une naine blanche, un cœur stellaire chaud et dense. Les vents plus récents et plus rapides émis par cette naine blanche ont ensuite sculpté les matériaux précédemment éjectés, créant deux anneaux enchevêtrés, à peine perceptibles sauf dans l’infrarouge.
Ces anneaux sont composés de filaments irréguliers, et leur formation est influencée par les interactions gravitationnelles complexes entre les deux étoiles. La longue période orbitale du système, environ neuf ans, est l’une des plus étendues jamais observées dans une nébuleuse planétaire, ce qui pourrait expliquer la forme inhabituelle de la structure. « Quand l’étoile principale a connu ses pertes de matière les plus intenses, sa compagne a pu s’approcher suffisamment près pour perturber le processus », explique David Jones, chercheur à l’Institut d’astrophysique des îles Canaries, qui a démontré en 2017 que NGC 1514 abrite un système binaire. Cette interaction gravitationnelle est probablement responsable de la création des anneaux, au lieu d’une structure sphérique plus classique.
L’instrument MIRI (Mid-Infrared Instrument) du télescope James-Webb a été déterminant pour révéler les détails invisibles de cette nébuleuse. Mike Ressler, scientifique responsable du projet, rappelle que les premières traces de ces structures avaient été détectées en 2010 avec un autre télescope, mais sans la précision offerte aujourd’hui. Les anneaux apparaissent légèrement chauffés par la lumière ultraviolette de la naine blanche, une chaleur subtile mais suffisante pour être captée en infrarouge moyen par les capteurs du télescope James-Webb. À proximité des étoiles centrales, un réseau de cavités témoigne de zones où la matière rapide a percé les couches externes, formant une texture dynamique et complexe.
L’analyse spectrale du centre de la nébuleuse révèle une forte présence d’oxygène, mais une absence notable de carbone et de molécules organiques complexes comme les hydrocarbures aromatiques polycycliques. Selon les chercheurs, cette anomalie pourrait s’expliquer par les mouvements prolongés et profonds du système binaire, qui auraient perturbé la chimie habituelle de ce type de formation. Par ailleurs, James-Webb observe de mystérieuses structures au-dessus de la Grande Tache rouge de Jupiter.