Pour le mois de juillet 2021, mois de vacances déconfinées sans couvre-feu, Fernanda et moi ne résistons pas au plaisir de vous présenter à nouveau la nébuleuse de la Trompe de l’Éléphant (ou IC 1396), mais cette fois en vraies et fausses couleurs.
Les trois photos qui suivent ont toutes été réalisées par Julien Denis dans les mêmes conditions et avec le même matériel que le mois dernier, mais cette fois, il a pris soin d’enregistrer la même vue de la nébuleuse à travers divers filtres colorés.

La première image, de type LRVB résulte de l’association de 4 enregistrements :
Cliquer sur l’image pour l’observer en résolution supérieure.
Un de 18 X 10 minutes (3 H), à travers un filtre Halpha qui ne laisse passer que le rayonnement lumineux contenu dans une bande spectrale étroite autour de 656 nm de longueur d’onde. Ce filtre est utilisé pour différencier les nuages d’hydrogène ionisé contenus dans la nébuleuse qui ressortent plus contrastés sur un fond de ciel assombri. Cet enregistrement joue le rôle de la couche « luminance ».
Les trois suivants, de 6 X 2 Minutes, sont réalisés successivement à travers des filtres colorés : Rouge, Vert et Bleu. L’association de ces trois couches colorées avec la couche luminance précédente reconstitue l’image photographiée en vraies couleurs. Elle correspond à un temps d’exposition de 3H36 minutes.
La dominante rouge révèle la prépondérance des nuages d’hydrogène ionisé dans IC 1396. Seules les étoiles prennent des couleurs autres que le rouge.
Répartis dans tout le volume de la nébuleuse, on voit distinctement des nuages sombres dessinant des formes filamenteuses dont la plupart ressemblent à des « piliers ». Ce sont des poches de poussières et de gaz froid relativement dense, principalement de l’hydrogène sous forme moléculaire (H2), opaques à la lumière visible en provenance de la nébuleuse qui se trouve derrière. Ces nuages, dénommés « nébuleuses obscures » (par absorption), sont répertoriés avec le sigle « BXXX » dans le catalogue « Barnard » des 349 objets sombres dans le ciel. ». Plusieurs millions de fois plus massifs que notre Soleil, ils contiennent le matériau brut à partir duquel vont se former les étoiles et les proto-étoiles, que nous ne pouvons observer que dans les domaines infrarouge et micro-ondes, insensibles aux poussières et aux gaz froids.
La plus spectaculaire et la plus connue, compte tenu de sa forme, est la Nébuleuse de la Trompe d’Éléphant » ou IC 1396A, située  à la verticale de l’étoile la plus brillante au centre en haut de l’image. D’une longueur de 20 années-lumière, elle est du même type que la célèbre « Tête de Cheval » dans Orion. Grâce à l’imagerie infrarouge, on sait qu’elle contient de nombreuses étoiles très jeunes de moins de 100 000 ans.
Le traitement numérique des ces 4 images a été effectué avec les logiciels Siril et Gimp.

La deuxième image, de type SHO, provient de l’assemblage de 3 enregistrements pris à travers 3 filtres interférentiels à bande spectrale étroite centrés sur les longueurs d’ondes suivantes :
– 501 nm (vert) pour le Soufre ionisé, noté S, temps de pose : 28 X 10 minutes = 4H 40 minutes,
– 656 nm (rouge foncé) pour l’Hydrogène ionisé, noté H, temps de pose : 12 X 10 minutes = 2 H,
– 670 nm (rouge encore plus foncé, presque invisible à l’œil) ) pour l’Oxygène ionisé, noté O, temps de pose : 12 X 10 minutes = 2 H,
soit un temps de pose cumulé de 8H 40 minutes.
La ré-assemblage numérique de ces trois couches peut se faire de multiples façons, puisqu’il s’agit d’attribuer les trois couleurs fondamentales : Rouge, Vert, Bleu, à chacune des trois couches, ou à une combinaison savante de fractions d’entre elles.

Cliquer sur l’image pour l’observer en résolution supérieure.
L’image présentée ici a été réalisée avec la « palette Hubble » qui a été développée par la NASA afin de différencier au mieux la nature des gaz présents dans les nébuleuses. C’est la palette la plus employée. Elle est réalisée avec les attributions suivantes :
Le soufre (S) est représenté en rouge (R).
L’hydrogène (H) est représenté en vert (V).
L’oxygène (O) est représenté en bleu (B).
L’image obtenue est alors dite en « fausses couleurs » car l’Hydrogène excité émet majoritairement du rouge, et non du vert, ainsi que l’Oxygène excité émettant du vert et non du bleu. Le résultat de cette inversion de couleurs débouche sur une image multicolore, souvent dotée de couleurs cuivrées caractéristiques des photos Hubble.
Le traitement numérique a été effectué par Julien avec les logiciels Siril et Gimp.
Cette image présente une dominante bleue, très esthétique, correspondant à une prépondérance de nuages d’Oxygène. Les teintes cuivrées apparaissent nettement dans la Trompe. Quant aux étoiles, elles sont nombreuses et majoritairement blanches ; quelques unes, les plus brillantes, tirent sur le violet. Les nuages opaques, bien dessinés, masquent la lumière des étoiles qui sont à l’arrière.

Enfin, la troisième image, toujours de type SHO, est une reprise par Jean Pierre Debet du traitement numérique de l’image SHO de Julien avec des process du logiciel Pixinsight et Photoshop.

Cliquer sur l’image pour l’observer en résolution supérieure.
L’image apparaît plus contrastée et plus saturée que la précédente, au prix d’une perte de brillance des étoiles les plus  faibles, aboutissant à une réduction de leur nombre. La couleur violette des étoiles les plus brillantes est disparue. La couleur cuivrée de la Trompe semble plus profonde et plus finement nuancée.  L’impression de relief 3D se perçoit mieux, grâce aux volutes opaques finement ciselées.

Les informations astronomiques sur cette nébuleuse ont déjà été publiées : ici, en septembre 2014 et là, en décembre 2016. Nous renvoyons le lecteur intéressé à ces deux articles

Ce mois-ci, nous restons dans le ciel profond avec une image en N&B : IC 1396 ou la Nébuleuse de la Trompe de l’Éléphant : une grande nébuleuse en émission qui fait 3 à 5 fois le diamètre de la pleine Lune, dans la constellation de Céphée. L’image présentée sélectionne la partie centrée autour de la Trompe. Elle a été réalisée le 10 septembre 2020 par Julien Denis en milieu urbain avec une lunette Sky Watcher Esprit 100 ED, fixée sur une monture Sky Watcher EQ-6 R Pro, équipée d’une caméra monochrome ASI1600 MM pro et de sa roue à filtres positionnée sur le filtre rouge Halpha à bande spectrale étroite (6 nm) autour de la longueur d’onde 656 nm.
Le temps de pose  cumulé est de 2H10 minutes, soit 13 poses unitaires de 10 minutes. Le traitement numérique a été conduit avec les logiciels Siril et Gimp.

Cliquer sur l’image pour l’observer en résolution supérieure.

Pour les informations relatives à cette nébuleuse, nous renvoyons le lecteur vers les articles de :
– septembre 2014, où IC 1396 a été enregistrée par Christophe Mercier, selon la technique des filtres S, H, O, et restituée en fausses couleurs avec une dominante bleue,
– décembre 2016, où la nébuleuse a été photographiée par Jean Pierre Debet selon la même technique des filtres S, H, O, mais restituée en vraies couleurs avec l’Hydrogène sous sa couleur rouge.

Beaucoup d’informations astronomiques ont été rapportées dans ces deux articles : nous ne les reprenons pas ici.

Pour la fin de l’année 2016, nous restons dans le ciel profond avec la Trompe de l’Eléphant, parfaitement reconnaissable à sa forme. C’est une nébuleuse obscure contenue dans la nébuleuse par émission IC 1396, elle-même immergée au cœur d’un jeune amas stellaire.
En astronomie, les nébuleuses sombres, les nébuleuses obscures ou encore nébuleuses d’absorption sont des régions où les poussières du milieu interstellaire semblent se concentrer en grands nuages opaques dans le domaine visible qui, de ce fait, apparaissent à nos yeux comme des régions pauvres en étoiles.
Alors qu’en réalité, c’est dans les régions internes de ces nébuleuses sombres que la formation des étoiles se produit.
Cette région du ciel a déjà été présentée en septembre 2014 par Christophe Mercier qui l’avait photographiée en fausses couleurs afin de favoriser une dominante bleue.
Ici, seule la région entourant la Trompe de l’Éléphant a été sélectionnée par Jean Pierre Debet. Elle a été réalisée au mois d’août 2016 sur plusieurs nuits en 10H 26 minutes de pose avec une lunette TMB de focale 520 mm, équipée d’une caméra SBIG 8300 et des 3 filtres SII, HII et OIII, dont les images recombinées permettent de présenter l’Hydrogène sous sa couleur rouge. Le traitement numérique a été conduit avec le logiciel Pixinsight.

Répartis dans tout le volume de la nébuleuse IC 1396, on distingue très bien ici les nombreux nuages sombres qui dessinent des formes souvent irrégulières, sans frontières bien définies, mais ressemblant parfois à des « piliers ». Ce sont des poches de poussières et de gaz froid relativement dense, principalement de l’hydrogène sous forme moléculaire (H₂), opaques à la lumière visible en provenance de la nébuleuse qui se trouve derrière. Ces nuages denses possèdent un champ magnétique important les empêchant de s’effondrer sous l’effet de leur propre gravitation.

Nous ne pouvons les observer dans le domaine visible que si elles obscurcissent une partie d’une nébuleuse en émission (comme c’est le cas ici) ou en réflexion, ou bien si elles bloquent la lumière des étoiles qui se trouvent en arrière-plan.

Par contre, elles deviennent détectables directement dans les domaines infrarouge et micro-ondes à cause de leur température interne froide et de leur émission dans ces domaines de longueurs d’ondes. Leur rayonnement n’est pas absorbé par la poussière et peut donc traverser aisément les nuages sombres. Grâce à l’imagerie infrarouge, on sait que la Trompe de l’Éléphant contient de nombreuses étoiles très jeunes de moins de 100 000 ans, ce qui est très peu pour une étoile. D’une longueur de 20 années-lumière et plusieurs centaines de milliers de fois plus massive que le Soleil, elle contient le matériau brut à partir duquel vont se former les étoiles et les proto-étoiles.
Elle est du même type que la célèbre « Tête de Cheval » dans Orion.

D’autres informations sur la position et les caractéristiques de la nébuleuse IC 1396, ainsi que sur la Trompe de l’Éléphant ont déjà été publiées dans l’article de septembre 2014. Les lecteurs intéressés pourront s’y reporter s’ils le souhaitent.

Webographie
[1] http://saplimoges.fr/limage-du-mois-de-septembre-2014-ic-1396-amas-detoiles-plonge-dans-une-nebuleuse-a-emission/
[2] https://fr.wikipedia.org/wiki/N%C3%A9buleuse_obscure
[3] http://www.astropegase.com/emission+reflexion.htm

Rédaction : Michel Vampouille

En septembre 2014, nous restons dans le ciel profond avec cette image de IC 1396 (IC pour Index Catalogue), un amas ouvert d’une cinquantaine d’étoiles plongé dans un grand ensemble nébulaire, selon la base de données Simbad du Centre de données astronomiques de Strasbourg [1],  ou bien, selon Ciel des Hommes [2], une nébuleuse par émission immergée au coeur d’un jeune amas stellaire.
Cliquer sur la vignette pour l’observer en haute résolution.
Cette image a été réalisée récemment par Christophe Mercier en milieu semi-urbain avec une lunette FSQ 85 EDX munie d’un réducteur 0,73 (focale résultante 330 mm) et équipée d’une caméra SBIG STF 8300 refroidie à -15°C.
Le temps de pose global de 7H 10 minutes se décompose ainsi : filtre Soufre ionisé SII (en bin2) : 15 poses de 5 min ; filtre Hydrogène ionisé Halpha (en bin1) : 27 poses de 10 min ; filtre Oxygène ionisé 2 fois 0III (en bin 2) : 17 poses de 5 min.
La recombinaison a été conduite selon la méthode SHO-AIP avec le logiciel Pixinsight. Elle s’apparente à la technique L-RVB, sauf qu’ici la Luminance (L) est constituée par l’image Hα, le Rouge (R), par l’image SII, le Vert (V) par une image composite résultant d’un mixage [SII + Hα + OIII], et le Bleu (B), par l’image OIII. On obtient ainsi une image en fausses couleurs à teinte dominante bleue, dans laquelle la couche L vient renforcer le contraste des nuages de poussières sombres.

Situation et caractéristiques de IC 1396 :

La nébuleuse IC 1396 (aussi nommée Sh-132 dans le catalogue Sharpless des 313 régions HII (nébuleuses en émission), se situe dans la très riche constellation de Céphée, au bas des fondations du pignon de la maison.
Pour la repérer, on peut s’aider de « l’étoile Grenat » qui se trouve quasiment au milieu d’un segment joignant l’étoile centrale de IC 1396 au bas de la maison. « L’étoile Grenat », c’est μ Cephei, qu’on voit dans le coin droit de l’image réalisée par Christophe. On la nomme aussi « Erakis » ou encore « Herschel’s Garnet star », en hommage à Herschel, dont on dit qu’il terminait toujours ses séances d’observation par cette étoile.
Elle doit son nom à sa couleur rouge éblouissante facile à repérer. Située à 5 200 AL de notre Soleil, c’est une supergéante rouge, de type spectral M2, donc très froide, très volumineuse, avec un diamètre de 15 unités astronomiques, soit 1 420 diamètres solaires. A la place de notre Soleil, elle s’étendrait à mi-chemin des orbites de Jupiter et de Saturne [3].
Distant de 2 500 à 3 000 années-lumière de notre Soleil, le « relativement peu » brillant nuage de gaz ionisés composant IC 1396 s’étend sur une vaste région couvrant un champ angulaire de 3° de diamètre (correspondant à 30 années-lumière), soit 6 fois celui de la Pleine Lune [4]. Ceci explique l’emploi d’une lunette à courte distance focale pour le photographier en entier sans avoir recours à une mosaïque d’images.

Décryptage des objets contenus dans IC 1396 :
Pour cet exercice, nous appliquons les scripts « ImageSolver » et « AnnotateImage » de Pixinsight. Nous obtenons le résultat ci-dessous (cliquer sur l’image pour l’observer en résolution supérieure) :
Le grand cercle blanc délimite la frontière du nuage de gaz constituant la nébuleuse. Celui-ci tangente l’étoile μ Cephei (l’étoile Grenat) dont on a déjà parlé plus haut.
Au centre du cercle, on trouve l’étoile HIP 106886 (ou HD 206267), de magnitude 5.7, distante de 1170 années-lumière. C’est une étoile massive de type O dont le rayonnement UV intense ionise les gaz de IC 1396 [5].

Parsemant la surface du cercle, une cinquantaine d’étoiles plus ou moins brillantes forment l’amas ouvert  IC 1396. Ce sont des géantes bleues (ici, blanches, on est en fausses couleurs) extrêmement brillantes qui, en émettant de grandes quantités de rayonnement ultra-violet, excitent le gaz hydrogène de la nébuleuse et lui confère une teinte rougeâtre (bleue, ici) propre à ce genre d’objet [6]. Ces étoiles, distantes de 2 500 à 3 000 années-lumière, sont immergées dans le nuage de gaz.

Répartis dans tout le volume de la nébuleuse, des nuages sombres dessinent des formes filamenteuses dont la plupart ressemblent à des « piliers ». Ce sont des poches de poussières et de gaz froid relativement dense, principalement de l’hydrogène sous forme moléculaire (H2), opaques à la lumière visible en provenance de la nébuleuse qui se trouve derrière. Ces nuages, dénommés « nébuleuses obscures » (par absorption), sont répertoriés avec le sigle « BXXX » dans le catalogue « Barnard » des 349 objets sombres dans le ciel. ». Plusieurs millions de fois plus massifs que le Soleil, ils contiennent le matériau brut à partir duquel vont se former les étoiles et les proto-étoiles, que nous ne pouvons observer que dans les domaines infrarouge et micro-ondes. Un champ magnétique important les empêche de s’effondrer sous l’effet de leur propre gravitation [7].
Ici, on en dénombre 7 : B160, B161, B162, B163, B365, B367 et la spectaculaire IC 1396A à la verticale de l’étoile centrale, plus connue,compte tenu de sa forme, sous le nom de « Nébuleuse de la Trompe d’Eléphant ».
D’une longueur de 20 années-lumière, la Trompe d’Eléphant est du même type que la célèbre « Tête de Cheval » dans Orion. Grâce à l’imagerie infrarouge, on sait qu’elle contient de nombreuses étoiles très jeunes de moins de 100 000 ans [8]. Les deux étoiles jeunes au début de la « Trompe » sont responsables de la petite nébuleuse par réflexion VdB 142 du « Catalogue Van der Berg » de 158 nébuleuses en réflexion [9],  avec laquelle on la confond parfois.

Pour terminer cet inventaire, signalons une possible nébuleuse à 5h de l’étoile Mu Cep que l’on distingue nettement ci contre sur une fraction de l’image agrandie. Sous toutes réserves, il pourrait s’agir, vu sa position, de la nébuleuse proto-planétaire IRAS 21394+5844.

Ces objets célestes représentent la phase précédent le stade de nébuleuse planétaire. Durant cette étape, une géante rouge commence à rejeter ses différentes couches extérieures.

Le catalogue « IRAS », a été réalisé à la suite des observations faites par le télescope spatial infrarouge IRAS (Infrared Astronomical Satellite). Lancé le 25 janvier 1983, IRAS avait pour objectif de réaliser une cartographie complète du ciel dans les bandes infrarouges centrées sur les longueurs d’ondes 12, 25, 60 et 100 µm. Il a fonctionné 10 mois, limité dans sa durée de vie par la gourmande consommation en énergie du système de refroidissement des caméras [10-11].

Webographie
[1] http://simbad.u-strasbg.fr/simbad/sim-id?protocol=html&Ident=IC+1396&bibdisplay=none
[2] http://www.cidehom.com/apod.php?_date=130726
[3] http://fr.wikipedia.org/wiki/Mu_Cephei
[4] http://www.astrosurf.com/ahp/accueil_astrophoto_cielprofond_nebuleuses_ic1396.htm
[5] http://en.wikipedia.org/wiki/HD_206267
[6] http://www.astronomiecharlevoix.org/#!ic-1396—n »
[7] http://fr.wikipedia.org/wiki/N%C3%A9buleuse_obscure
[8] http://www.astropegase.com/emission+reflexion.htm
[9] http://fr.wikipedia.org/wiki/Catalogue_van_den_Bergh
[10]http://fr.wikipedia.org/wiki/Nébuleuse_protoplanétaire
[11] http://fr.wikipedia.org/wiki/Infrared_Astronomical_Satellite

Conception : Christophe Mercier ; Rédaction : Michel Vampouille