L’image est étonnante. Et inédite. Elle offre une plongée sans précédent sur une portion de la nébuleuse planétaire la plus proche de la Terre, Helix. Obtenue avec le télescope spatial James Webb (JWST), elle est captivante, car au premier regard, l’œil a l’impression de voir la structure d’une éponge au fond de la mer. Or, il s’agit d’un paysage céleste très différent de tout ce que l’on a déjà vu.

Cette nébuleuse n’est autre que l’enveloppe de gaz et de poussières expulsée par une étoile en fin de vie. Son expansion produit des interactions dynamiques avec son environnement, qui n’est pas complètement vide.

Nous sommes ici sur une portion périphérique de la nébuleuse qu’il est aisé de localiser sur une image à plus grand champ, comme celle prise avec le télescope infrarouge européen de 4 mètres VISTA, installé à Paranal au Chili.

Des milliers de « nœuds cométaires »

L’image du JWST révèle des milliers de structures en forme de comètes, appelées « nœuds cométaires ». Ce sont en réalité des piliers de gaz et de poussière vus en fausses couleurs dans un dégradé d’orangés et jaune allant jusqu’au bleu. Ils s’étirent depuis la partie inférieure de la nébuleuse vers l’espace environnant. Leur densité est particulièrement élevée le long de l’arc inférieur, où ils apparaissent plus sombres et plus rouges. En s’éloignant de cette zone, les piliers deviennent progressivement plus fins et plus clairs, passant de l’orange au jaune, puis à des teintes plus dorées. Ces dégradés correspondent à des variations de température, le bleu est plus chaud que le jaune lui-même plus chaud que le rouge.

De la collision entre le gaz et les poussières

À la fin de sa vie, dans sa phase de géante rouge, l’étoile a expulsé tout autour d’elle des quantités de poussières et de gaz. Ces vestiges de son enveloppe s’étendent encore lentement tout en se refroidissant. Plus tard dans son évolution, lorsque l’étoile s’est transformée en naine blanche, elle a soufflé des gaz plus rapides qui sont venus percuter et sculpter les nuages de gaz et de poussière alentour, un peu comme de l’huile cherchant à traverser de l’eau.

Le JWST perce la nébuleuse

Dans la partie supérieure de l’image, les structures sont plus espacées, ce qui permet de distinguer plus nettement le fond noir de l’espace. Plusieurs étoiles bleutées, certaines marquées par des aigrettes de diffraction due au support du miroir secondaire du JWST, sont visibles à l’arrière-plan, soulignant la profondeur du champ observé. Quelques étoiles plus brillantes se concentrent sur le côté droit de l’image.

Il est surtout frappant de voir sur l’image de nombreuses galaxies, bien plus lointaines. Certaines sont même visibles à travers des piliers de poussières. En effet, la nébuleuse est bien plus transparente dans l’infrarouge, le domaine du JWST, que dans le visible.

Une observation complémentaire à Hubble et à Galex

Pour comparaison, les nœuds cométaires sont très peu contrastés sur une photo du télescope Hubble, noyés dans la lumière émise par l’hydrogène et l’oxygène dans le visible. L’aspect d’Helix varie énormément selon la longueur d’onde observée, comme le montre l’animation suivante balayant de l’infrarouge à l’ultraviolet en passant par le visible.

Un laboratoire de la fin de vie d’une étoile

Cette vue détaillée fournie par le JWST permet d’étudier avec une précision inégalée les mécanismes de dissipation de la matière stellaire et l’évolution des nébuleuses planétaires. Elle illustre aussi la violence et la beauté des dernières phases de la vie d’une étoile semblable au Soleil, dont les couches externes sont arrachées et modelées par le rayonnement et les vents stellaires, avant de se disperser dans le milieu interstellaire