Nébuleuse de l'Anneau austral (images côte à côte du NIRCam et du MIRI)

2022-07-12 - Cette comparaison côte à côte montre des observations avec le télescope Webb de la nébuleuse de l'Anneau austral dans le proche infrarouge, à gauche, et dans l'infrarouge moyen, à droite.

Ce qu'on voit a été créé par une étoile naine blanche : ce sont les restes d'une étoile comme le Soleil après qu'elle s'est débarrassée de ses couches externes et qu'elle a brûlé tout son combustible par fusion nucléaire. Les couches extérieures forment maintenant les coquilles éjectées visibles dans cette image.

Dans l'image du NIRCam (imageur dans le proche infrarouge), la naine blanche figure juste à gauche, un peu plus bas, de l'étoile brillante au centre, en partie cachée par un pic de diffraction. La même étoile est plus brillante, plus grande et plus rouge dans l'image du MIRI (instrument dans l'infrarouge moyen). Les épaisses couches de poussière qui la recouvrent la font paraitre plus grosse. 

L'étoile la plus brillante sur les deux images n'a pas encore expulsé ses couches externes. Elle est en orbite autour de la naine blanche de plus faible luminosité, contribuant ainsi à répartir ce que sa compagne a éjecté.

Pendant des milliers d'années, avant de devenir une naine blanche, l'étoile a régulièrement éjecté de la masse – les coquilles de matière visibles. Dans un va-et-vient incessant, elle s'est contractée et s'est réchauffée, jusqu'à ce qu'elle ne puisse plus expulser aucune matière, moment où elle a pulsé. La matière stellaire a été projetée dans toutes les directions, comme un arroseur rotatif, et a fourni les éléments constitutifs de ce paysage asymétrique.

Aujourd'hui, la naine blanche chauffe le gaz dans les régions internes (en bleu à gauche et en rouge à droite). Les deux étoiles éclairent les régions externes (en orange à gauche et en bleu à droite).

Les images sont très différentes parce que l'imageur NIRCam et le MIRI n'observent pas dans les mêmes longueurs d'onde. Le NIRCam fonctionne dans le proche infrarouge, c'est-à-dire près des longueurs d'onde perceptibles à l'œil humain. Le MIRI, quant à lui, c'est dans l'infrarouge moyen, plus loin dans les longueurs d'onde infrarouges. La deuxième étoile se distingue mieux dans l'image du MIRI, car cet instrument peut observer la poussière brillante qui l'entoure, ce qui la fait paraitre plus clairement.
Les étoiles et leurs couches de lumière retiennent l'attention dans l'image du NIRCam, tandis que la poussière tient le premier rôle dans celle du MIRI, en particulier la poussière illuminée. 

Regardez la région circulaire au centre des deux images. Chacune contient une ceinture asymétrique. C'est là que se rencontrent les deux « bols » constitutifs de la nébuleuse. (Dans cette vue, la nébuleuse est à un angle de 40 degrés.) Cette ceinture est plus facile à voir dans l'image du MIRI (cercle jaunâtre), mais on la voit aussi dans l'image du NIRCam.
La lumière qui traverse la poussière orange dans l'image du NIRCam – qui ressemble à des projecteurs – disparait à de plus grandes longueurs d'onde infrarouges dans l'image du MIRI.

Dans le proche infrarouge, les étoiles présentent des pointes de diffraction marquées, car elles sont très lumineuses à ces longueurs d'onde. Dans l'infrarouge moyen, les étoiles ont aussi des pointes de diffraction, mais moins lumineuses et plus petites (zoomez pour les voir).

Les principes de la physique expliquent la différence de résolution de ces images. L'imagerie du NIRCam est à haute résolution parce que les longueurs d'onde sont plus courtes. Celle du MIRI est à résolution moyenne parce que les longueurs d'onde sont plus longues. Plus la longueur d'onde est longue, moins les images sont nettes. Néanmoins, tous deux fournissent une quantité extraordinaire de détails sur chaque objet observé et offrent ainsi des vues inédites de l'Univers.

L'imageur NIRCam a été construit par une équipe de l'Université de l'Arizona et de l'Advanced Technology Center de la société Lockheed Martin.

L'instrument MIRI est une contribution de l'ESA et de la NASA, et a été conçu et construit par un consortium d'établissements européens financés par l'État (MIRI European Consortium) en partenariat avec le Jet Propulsion Laboratory et l'Université de l'Arizona. (Source : NASA/ESA/ASC/STScI.)