Pour avril 2021, nous replongeons dans le ciel profond avec cette image toujours appréciée des nébuleuses de la Tête de Cheval (ou nébuleuse Barnard 33) et de la Flamme (ou nébuleuse NGC 2024) dans la constellation d’Orion. L’image présentée a été réalisée par Julien Denis les 10 et 18 janvier 2021 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 ZWO ASI 1600 MM et de sa roue à filtres ZWO.
Le temps de pose cumulé avec un filtre rouge Halpha à bande spectrale étroite (6 nm) est de 3H 40 minutes, soit 22 poses unitaires de 10 minutes. Le traitement numérique a été conduit avec les logiciels Siril et Gimp.

Cliquer sur l’image pour la voir en grand format sans annotation.

La nébuleuse obscure de la Tête de Cheval :
Reconnaissable à son profil caractéristique, la nébuleuse de la Tête de Cheval, de son vrai nom Barnard 33, est une nébuleuse obscure (ou sombre).
Les nébuleuses obscures ou encore nébuleuses en absorption sont des régions où les poussières du milieu interstellaire semblent se concentrer en grands nuages qui apparaissent comme des régions pauvres en étoiles. Les nébuleuses sombres peuvent être vues si elles obscurcissent une partie d’une nébuleuse en émission (comme ici) ou en réflexion, ou bien, si elles bloquent la lumière des étoiles en arrière-plan.
L’hydrogène de ces nuages sombres et opaques existe sous forme moléculaire (H2). Les nuages moléculaires sont constitués principalement de gaz et de poussières, mais peuvent aussi contenir beaucoup d’étoiles. Leurs cœurs sont complètement cachés dans le domaine visuel et seraient indétectables si leurs molécules constitutives n’émettaient pas dans le domaine des rayonnements micro-ondes non absorbés par la poussière et traversant aisément ces nuages.
Ceux-ci possèdent un champ magnétique interne qui les empêche de s’effondrer sur eux-mêmes sous l’effet de leur propre gravitation.
Cette nébuleuse, située à 1600 années-lumière, a été découverte en 1888 par Williamina Flemming sur une plaque photographique prise William Henri Pickering à l’observatoire du Harvard College dans l’état du Massachussets aux Etats Unis. Cette femme astronome faisait partie des « calculatrices de Harvard » que Pickering engageait pour traiter mathématiquement d’importantes quantités d’informations astronomiques [1].
Nous savons aujourd’hui que ces objets sont le siège d’importants évènements dans la formation des étoiles.

La nébuleuse en émission IC 434 :

En arrière plan de la Tête de Cheval, on trouve la nébuleuse en émission IC 434, de couleur rouge, d’étendue égale à 2 fois le diamètre de la pleine Lune. Les nébuleuses en émission sont des nuages de gaz ionisé dans le milieu interstellaire qui absorbent la lumière d’une étoile chaude proche – ici, Sigma Orionis A à 1150 a-l, de magnitude 4,3, de type spectral O, rayonnant fortement dans l’ultraviolet extrême et ionisant ainsi le gaz alentour – et la réémettent sous forme de couleurs variées à des énergies plus basses.
La couleur des nébuleuses en émission dépend de leur composition chimique et de l’intensité de leur ionisation. Ici, la couleur rouge de la nébuleuse IC 434 est celle de la raie de l’hydrogène alpha (ionisé une fois, noté HII) à 656,3 nanomètres de longueur d’onde, en raison de la forte présence de ce gaz dans le milieu interstellaire et de son potentiel d’ionisation relativement bas. Si l’ionisation est plus intense, d’autres éléments peuvent être ionisés et les nébuleuses peuvent émettre dans d’autres nuances de rouge (comme le soufre II à 671,9 et 673,0 nm), aussi dans le vert (oxygène III à 495,9 et 500,7 nm) ou bien dans le bleu (hydrogène bêta à 486,1 nm).
Les plus connues des régions HII sont :
– la nébuleuse d’Orion, dans notre Voie Lactée,
– la nébuleuse de la Tarentule, dans le Grand Nuage de Magellan,
– NGC 604, dans la galaxie du Triangle.

La nébuleuse en émission de la Flamme ou NGC 2024 :
La nébuleuse de la Flamme  ou NGC 2024 est une nébuleuse en émission découverte en 1786 par l’astronome William Herschel. Située à 1350 années-lumière de nous, elle couvre une étendue de 12 années-lumière.
C’est Alnitak {en arabe : ceinture) ou Zeta Orionis, l’étoile brillante la plus à l’est du baudrier d’Orion à 800 a-l, de type spectral O, avec une magnitude apparente de 1,85, qui active la nébuleuse. L’intense rayonnement ultraviolet de cette super géante bleue ionise les atomes d’hydrogène de la nébuleuse qui émettent une lueur rouge à 656,3 nm de longueur d’onde lorsqu’ils capturent un électron libre (émission Halpha).
Le ruban sombre que l’on voit en travers de la nébuleuse en lumière visible provient des nuages de gaz et surtout de poussières opaques qui, placés devant la nébuleuse, en absorbent le rayonnement.
Les observations en rayons X réalisées à l’aide de l’observatoire spatial Chandra ont montré la présence de près de 300 jeunes étoiles au centre de la nébuleuse sur une population totale estimée à 800 étoiles. Les étoiles centrales sont âgées de 200 000 ans, alors que celles en périphérie datent de 1,2 million d’années. La nébuleuse de la Flamme s’est donc formée très récemment !

Comparaison avec une image en couleur de ces trois nébuleuses :
Il est intéressant de constater que la prise de vue en noir et blanc avec un filtre rouge qui ne laisse passer qu’une étroite bande spectrale étroite centrée sur la raie Halpha de l’hydrogène, réduit considérablement l’intensité du rayonnement visible émis par toutes les étoiles, en particulier par  Alnitak et Sigma Orionis. De ce fait, la structure des trois nébuleuses est correctement traduite sur toute la surface de l’image.
On pourra faire la comparaison avec la même photo, prise en lumière visible, et publiée en février 2010 par Christophe Mercier et Jean Pierre Debet.

Webographie :
https://fr.wikipedia.org/wiki/N%C3%A9buleuse_de_la_T%C3%AAte_de_Cheval
https://fr.wikipedia.org/wiki/N%C3%A9buleuse_obscure
https://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9gion_HII
https://fr.wikipedia.org/wiki/Sigma_Orionis
https://fr.wikipedia.org/wiki/N%C3%A9buleuse_de_la_Flamme
https://fr.wikipedia.org/wiki/Zeta_Orionis
[1] https://fr.wikipedia.org/wiki/Harvard_Computers

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

Avec cette image la Nébuleuse de la Tête de Cheval prise par Jean Pierre Debet, toute l’équipe d’animation de la Saplimoges se joint à moi pour vous présenter ses meilleurs vœux de bonne et heureuse année 2011 : santé, bonheur, joie, réussite bien sûr, mais aussi une activité astronomique enrichissante et variée, favorisée par de bonnes conditions de météo …
Cliquer sur la photo pour l’agrandir.

Michel Vampouille
Président Saplimoges

Pour février 2010, retour au ciel profond avec cette image de deux nébuleuses célèbres dans la constellation d’Orion : la Tête de Cheval et la Flamme, prises par Christophe MERCIER en compagnie de Jean Pierre DEBET à Bujaleuf en septembre 2009.
Cette image a été photographiée avec un APN numérique Canon EOS 40D, modifié Baader (pour mieux enregistrer la couleur rouge), réglé à la sensibilité de 800 ISO et équipé d’un téléobjectif de focale 625 mm (500 mm + bague active) ouvert à F/5,6. Elle résulte du cumul sous IRIS de 48 enregistrements de 3 minutes chacun, conduisant à un temps de pose global de 2 heures 24 minutes. La finition a été conduite avec Photoshop en suivant les conseils donnés dans la leçon N° 6 de Nicolas OUTTERS parue dans Astronomie Magazine.

La comparaison avec l’image du mois de mars 2009 montre les progrès accomplis par nos deux passionnés, notamment au cours des réunions mensuelles de l’atelier d’astrophotographie de notre association.

Dans cette image, on remarque immédiatement la grande différence de densité d’étoiles entre la nébulosité rouge du haut et le nuage sombre du bas dont une partie dessine le contour de la tête de cheval qui a donné son nom à cet objet du ciel profond.
Ceci s’explique par la présence, non pas de deux, mais de trois nébuleuses qui, vues de la Terre, nous apparaissent superposées. En premier plan, on reconnaît la Tête de Cheval, de son vrai nom Barnard 33, qui est une nébuleuse par absorption, ou obscure. Elle est constituée par un nuage de poussières qui bloque la lumière des étoiles se trouvant derrière, et d’hydrogène neutre qui diffuse le rayonnement des régions environnantes. En arrière plan, on trouve deux nébuleuses en émission constituées d’énormes masses d’hydrogène ionisé par le rayonnement lumineux des étoiles brillantes les plus proches. En se recombinant avec les électrons, cet hydrogène produit une couleur rouge caractéristique. En haut de l’image, c’est l’étoile Sigma Orionis qui ionise la nébuleuse à émission IC 434, alors qu’à gauche, c’est Alnitak, l’étoile la plus à l’est du Baudrier d’Orion, qui dessine les contours d’une autre nébuleuse à émission dénommée NGC 2024, ou nébuleuse du « Chou-Fleur ou de la « Flamme ».

La nébuleuse de la Tête de Cheval, située à 1 500 années-lumière de nous, est toute jeune puisqu’elle est âgée de quelques millions d’années. Dans le ciel, ses dimensions angulaires sont équivalentes à trois pleines lunes juxtaposées. Elle a été découverte en 1888 par Williamina Fleming sur une plaque photographique prise par William Henri Pickering à l’observatoire du Harvard College dans l’état du Massachussets aux Etats Unis. Nous savons aujourd’hui que ces objets sont le siège d’importants évènements dans la formation des étoiles.

En astronomie, les nébuleuses sombres, les nébuleuses obscures ou nébuleuses d’absorption ne peuvent être vues que si elles obscurcissent une partie d’une nébuleuse en émission ou en réflexion. Dans l’hémisphère nord, la Tête de Cheval et la nébuleuse du Cône dans la constellation de la Licorne constituent des cibles de choix pour les astrophotographes. Nul doute que cette dernière sera bientôt capturée par l’un ou l’une d’entre nous.

Si vous souhaitez participer à ce projet, ou plus simplement, vous initier à la technique de photographies du ciel nocturne, n’hésitez pas à venir nous rejoindre : contact@saplimoges.fr.

Rédaction : Michel Vampouille

Cette splendide nébuleuse dite « la Tête de Cheval » est le résultat du cumul de photos prises par Jean Pierre Debet et traitées avec le logiciel IRIS lors d’une séance collective de l’atelier astrophotographie.
La photo a été prise au Mont Larron avec une lunette 80 ED équipée d’un APN Canon EOS 350D.
Cliquer sur l’image pour l’observer en résolution supérieure.