La veillée vous est proposée par l’Association Française d’Astronomie, en collaboration avec Unistellar.
Voyagez dans le cosmos tout au long de l’été et découvrez l’un des phénomènes astronomiques les plus fascinants : le cycle de vie d’une étoile !
Pour cette nouvelle édition des Nuits des étoiles, planètes, nébuleuses, amas d’étoiles et galaxies sont au programme de vos soirées d’observation estivales. Des astres dont les télescopes intelligents et connectés Unistellar vous dévoilent toutes leurs beautés. Ces outils faciles à utiliser vous permettent en quelques instants de contempler les couleurs et les détails des objets du ciel profond. Observez en plein cœur des plus grandes villes françaises est maintenant possible grâce à la Deep Dark Technology qui filtre le bruit des images et la pollution lumineuse.
Notre œil est capable de voir environ 3 000 étoiles dans un ciel nocturne bien sombre. Ce chiffre peut descendre jusqu’à 200 au cœur de la pollution lumineuse parisienne. L’étoile la plus visible pour nous (et de jour) est bien entendu la nôtre, le Soleil, autour duquel tout notre système planétaire gravite. Âgé de 4,5 milliards d’années, le Soleil est à environ la moitié de sa vie. Nous n’allons pas attendre tout ce temps pour voir le cycle de vie d’une étoile ; nous sommes légèrement en retard pour sa naissance et nous ne serons sûrement plus là pour voir sa fin.
1. Où vivent les étoiles ?
Le Soleil n’est pas la seule étoile dans le cosmos, loin de là. La galaxie dans laquelle le soleil vit, appelée la Voie lactée, posséderait entre 200 et 400 milliards d’étoiles. Nous voyons notre galaxie par la tranche : c’est la bande lumineuse qui traverse le ciel d’été. Pour la repérer, regardez vers la constellation du Sagittaire, cela vous donne une idée de la formidable densité stellaire de la Voie lactée puisque nous regardons vers son centre, appelé bulbe galactique.
Il faut savoir que l’Univers entier pourrait comprendre 2 billions de galaxies comme la nôtre, ce qui représenterait 200 trilliards d’étoiles. De quoi donner le vertige ! Quelques-unes de ces galaxies peuvent être observées dans le ciel d’été, nous vous laissons les découvrir ci-dessous.
La galaxie du Tourbillon M51
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Distance de la Terre : 25 millions années-lumière
Constellation : Chien de Chasse
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Elle a été découverte en 1773 par Charles Messier, grand astronome français surnommé le « furet des comètes » par Louis XV, qui l’intègre à son catalogue recensant tous les objets susceptibles d’être confondus avec une comète. Le M devant M51 correspond à « objet de Messier n° 51 ».
Qu'allez-vous découvrir avec le télescope Unistellar ?
Petit à petit nous allons pouvoir distinguer le bulbe galactique très riche en étoiles. Mais c'est surtout sa structure en spirale qui va apparaître et qui en fait un des objets les plus iconiques du ciel. Il est possible de discerner les bras spiraux de la galaxie qui semblent partir du centre donnant cette sensation de tourbillon stellaire. Il est important encore de se rappeler que cette luminosité est celle de la présence de milliards d'étoiles qui composent M51. Si vous laissez le télescope Unistellar poser quelques minutes, vous finirez par voir la petite sœur de la galaxie du Tourbillon : NGC5194. Il est possible de voir le « pont » de matière entre les deux galaxies qui est le résultat de l'interaction gravitationnelle entre ces deux objets.
La galaxie de Bode M81
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Distance de la Terre : 12 millions années-lumière
Constellation : Grande Ourse
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En 1774, l’allemand Johann Elert Bode pensait y observer une nébuleuse. Sept ans plus tard, C. Messier l’intègre à son catalogue, classée en tant que galaxie.
Qu’allez-vous découvrir avec le télescope Unistellar ?
La galaxie nous apparaît de trois quarts. Nous pouvons distinguer le bulbe galactique, le cœur d’une galaxie où la concentration en étoiles est la plus élevée. Plus nous nous éloignons de ce centre, plus la concentration d’étoiles décroît, donnant un aspect de halo autour du bulbe.
Grâce à la technologie de pointe des télescopes Unistellar, vous découvrirez rapidement la forme de M81 : une spirale. Il est alors possible de discerner deux grands bras qui semblent partir du centre, donnant une sensation de tourbillon stellaire.
La galaxie du Cigare M82
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Distance de la Terre : 12,7 millions années-lumière
Constellation : Grande Ourse
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M82 forme un duo avec M81. L’influence gravitationnelle de cette dernière, qui est bien plus massive, a même déformée M82. Cette interaction extrêmement forte a décuplé le taux de formation des étoiles par rapport à celui d’une galaxie normale.
Qu’allez-vous découvrir avec le télescope Unistellar ?
M82 nous offre une vision très différente de M81. C’est une galaxie très lumineuse et très contrastée. Nous la contemplons par la tranche. Elle ressemble alors vaguement à un cigare, d’où son nom. C’est un exemple parfait de paréidolie : la tendance à discerner des formes familières dans un paysage, un nuage ou autre.
Pour aller plus loin :
Admirez la galaxie du Moulinet M101. Le 19 mai 2023, une supernova lumineuse a été découverte dans les bras spiraux de cette galaxie, elle a été observé par la communauté Unistellar. A vous de la trouver ! En savoir plus
Observez également la petite sœur de la galaxie du Tourbillon M51 : NGC 5194 dans la constellation des Chiens de chasse.
2. Le berceau des étoiles : les nébuleuses
Les étoiles naissent à l’intérieur de nuages de gaz et de poussière, appelés nébuleuses. Lorsqu’un tel nuage s’effondre sur lui-même sous l’effet de sa propre gravité, la matière se contracte et forme un ou plusieurs noyaux. Chaque noyau, sous l’action de la compression, s’échauffe de plus en plus. À partir de 10 millions de degrés commencent des réactions de fusion nucléaire. Se dégage alors une telle énergie que l’astre cesse de se contracter, atteint un état d’équilibre et se met à briller. Une étoile est née !
La nébuleuse Oméga M17
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Distance de la Terre : 5 500 années-lumière
Constellation : Sagittaire
Surnom : la nébuleuse du Cygne
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Sa découverte par l'astronome suisse Jean Philippe Loys de Cheseaux en 1745 a été très peu diffusée. Dix-neufs ans après, Charles Messier l'a redécouverte indépendamment le 3 juin 1764.
D’une taille de 40 années-lumière, ce nuage d’hydrogène est ionisé par le rayonnement d’étoiles nouveau-nées. Toutefois, ce jeune amas stellaire n’est pas visible, car il est masqué par les poussières et les nuages les plus denses et opaques de la nébuleuse. Dans plusieurs centaines de milliers d’années, quand la nébuleuse M17 aura été entièrement transformée en étoiles et dispersée pour le reste, il ne restera alors plus que l’amas d’étoiles.
Qu'allez-vous découvrir avec le télescope Unistellar ?
Sa forme caractéristique est reconnaissable grâce à sa relative brillance de surface, en particulier sur sa bande centrale. Elle cache ainsi l’amas d’étoiles qui ionise la nébuleuse. Les parties les plus lumineuses de la nébuleuse vont alors ressembler à un cygne barbotant dans la Voie lactée. La barre centrale, très visible, joue le rôle du corps et des ailes du cygne. La virgule émanant de cette partie symbolise le cou de l’animal.
La nébuleuse de l’Aigle M16
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Distance de la Terre : 5 600 années-lumière
Constellation : Serpent
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Comme pour M17, la nébuleuse a été découverte par l'astronome J-P. Loys de Cheseaux en 1745, mais on l'attribue à Charles Messier.
Qu’allez-vous découvrir avec le télescope Unistellar :?
Découvrez ce grand nuage de gaz et de poussières interstellaires, qui est entré dans un intense processus de formation d'étoiles. La nébuleuse brille aujourd'hui par émission de lumière, excitée par les radiations de haute énergie émises par ses jeunes étoiles, massives et chaudes. La nébuleuse de l'aigle possède même un très jeune amas d'étoiles ouvert nommé M16. C'est dans cette nébuleuse que se trouve les très célèbres Piliers de création magnifiquement capturés par le télescope spatial James Webb en 2022.
Pour aller plus loin :
La nébuleuse Trifide (M20), ou encore la sublime nébuleuse de la Lagune M8 sont à voir dans cette même région du ciel.
3. La vie et l’âge des étoiles : les amas
Après une naissance au sein des nébuleuses, les étoiles deviennent stables. En leur cœur, des réactions nucléaires se mettent à transformer l’hydrogène en hélium. Malgré cet équilibre, elles se refroidissent tout au long de leur vie, si bien que leur couleur change. De bleues au départ, elles deviennent blanches, puis jaunes, oranges et finalement rouges lorsqu’elles sont au crépuscule de leur vie. Cette évolution peut durer des milliards d’années, comme pour notre Soleil, ou seulement quelques millions d’années.
Voici les différents types d’amas qui existent :
- Amas globulaires : il s’agit de concentrations très denses d’étoiles, de forme sphérique, qui sont en orbite autour des noyaux des galaxies
- Amas ouverts : ce sont des groupements homogènes de 100 à 10.000 étoiles de même âge et liées entre elles temporairement par la gravitation.
L’amas de Pégase M15
l’un des amas globulaires les plus denses de notre galaxie
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Distance de la Terre : 35 000 années-lumière
Constellation : Pégase
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Découvert en 1746 alors que l’astronome franco-italien Giovanni Domenico Maraldi cherchait une comète et décrivant M15 comme « une étoile un peu floue », il fallut attendre William Herschel pour comprendre la vraie nature de cet objet plus de 40 ans après.
Cet amas globulaire est une condensation d’étoiles âgées d’environ 12 milliards d’années et se situe à la périphérie de notre galaxie. Nous avons à faire ici à de vieilles étoiles, dont la plupart sont des géantes rouges.
Qu'allez-vous découvrir avec le télescope Unistellar ?
La forme de l’amas est tout de suite repérable. On y découvre une densité d’étoiles comme regroupées dans un espace réduit, alors que l’espace autour semble bien moins fourni. Le centre de l’amas est bien visible. C’est un essaim de plus de 100 000 étoiles dans un diamètre de 175 années-lumière. Surtout, plus de la moitié de ces étoiles se situe dans les 10 années-lumière de son centre. C’est une densité incroyable !
Le grand amas d’Hercule M13
la vedette du ciel d’été
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Distance de la Terre : 25 000 années-lumière
Constellation : Hercule
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Le 16 novembre 1974, les astronomes Frank Drake et Carl Sagan ont envoyé un message radio vers cet amas très dense avec le radiotélescope Arecibo. Leur espoir est d’atteindre une civilisation extraterrestre intelligente, capable de déchiffrer cette « carte postale » qui leur parle un peu de nous. Ce message contient entre autres des informations comme le nombre d’habitants de la Terre (en 1974), des informations sur des éléments atomiques, sur l’ADN… il est toujours en route vers le grand amas d’Hercule.
Imaginez une grappe stellaire d’un diamètre de 145 années-lumière. La concentration d’étoiles en son centre est presque 100 fois plus importante que dans la région qui entoure le Soleil.
Qu’allez-vous découvrir avec le télescope Unistellar ?
Le nombre d’étoiles visibles saute aux yeux ! Il y a dans cet amas plus de 100 000 étoiles. Avec le télescope Unistellar, il est possible de prendre conscience de cette concentration, avec la sensation de voir un objet céleste granuleux.
Pour aller plus loin :
Découvrez les amas globulaires M4 et M5 ou encore le double amas de Persée NGC 884 et NGC 869
4. Les étoiles et leurs compagnes de route : les planètes.
Quand un nuage de gaz et de poussières se contracte jusqu’à former une étoile, une petite partie de cette matière s’assemble en disque autour de l’astre naissant. De ce disque vont naître des planètes qui graviteront autour du jeune soleil.
C’est en 1995 que des astronomes détectèrent pour la première fois une planète autour d’une autre étoile que la nôtre — une exoplanète.
Début 2023, 3 910 systèmes planétaires sont confirmés, dont 853 systèmes avec plus d’une planète. Près de 9 200 exoplanètes supplémentaires découvertes au moyen de télescopes terrestres ou d’observatoires spatiaux, dont Kepler, sont en attente de confirmation. Autant dire que notre système solaire n’est pas le seul dans le cosmos !
Savez-vous comment faire la différence entre une étoile et une planète à l’œil nu ?
Si le point lumineux que vous fixez scintille alors il s’agit probablement d’une étoile. Si, au contraire, le point lumineux est fixe et très intense, alors il s’agit d’une planète.
Combien de planètes y-a-t-il dans notre système solaire ?
Huit planètes tournent autour de notre étoile. Dans leur ordre de distance au Soleil : Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. Leur observation est un spectacle magnifique. N’oublions pas que ces planètes qui nous accompagnent dans notre voyage autour du Soleil sont extrêmement proches de nous par rapport à la taille de l’Univers. C’est la porte à côté !
jupiter
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Observable à partir de 3h00 en été
Type : planète gazeuse (hydrogène, hélium, méthane)
Taille : son diamètre correspond à 11 fois la Terre
Distance : 5 unités astronomiques (UA) du Soleil soit 5 fois la distance Terre-Soleil
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Imaginez l’astronome Galilée poser son œil dans sa lunette dans la nuit du 7 janvier 1610 et contempler pour la première fois la planète à l’aide d’un instrument. C’est cette nuit-là qu’il allait changer la face du monde et faire s’effondrer le système d’Aristote et de Ptolémée.
Elle possède le jour le plus court de toutes les planètes du Système solaire et fait un tour complet sur elle-même en moins de 10 heures. À cause de sa rotation* très rapide, la planète est particulièrement aplatie aux pôles et plus bombée à son équateur. Si les jours sont courts sur Jupiter, les années, elles, sont longues : la planète boucle sa révolution autour du Soleil en un peu moins de 12 années terrestres.
Qu'allez-vous découvrir avec le télescope Unistellar ?
L’observation de Jupiter est un moment toujours un peu à part en astronomie. Jupiter nous offre de beaux détails. Les plus marquants sont les stries de bandes nuageuses de différentes couleurs en fonction de leur composition. Il est aussi possible de voir une tache rouge à la surface de la planète. Vous êtes alors en train d’observer un gigantesque anticyclone un peu plus grand que la Terre et qui est observé sur Jupiter depuis qu’il est possible d’utiliser des instruments astronomiques, c’est-à-dire plus de 350 ans.
*pour rappel : une rotation signifie que la planète fait le tour sur elle-même alors qu'une révolution est le tour d'une planète du Soleil.
saturne
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Observable à partir de 3h00 en été
Type : planète gazeuse (hydrogène, hélium, méthane)
Taille : son diamètre correspond à 9 fois la Terre
Distance : 9,5 unités astronomiques (UA) du Soleil
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Galilée l’a observé pour la 1ère fois le 25 juillet 1610. La qualité de sa lunette ne lui permit pas de bien comprendre la nature de cet objet. Il interpréta cela comme des appendices autour de la planète. Il faudra attendre l’astronome hollandais Christiaan Huygens et l’amélioration des techniques optiques pour enfin définir la nature des anneaux.
Saturne a été la cible de quatre missions spatiales pour mieux la connaître : le survol de la sonde Pioneer 11 en 1973, Voyager 1 et 2 en 1977, et enfin d'orbiteur Cassini-Huygens qui a fini sa mission de 13 années en plongeant dans l'atmosphère de Saturne en 2017.
Elle effectue sa rotation en 10 heures et demie et sa révolution de 29,5 années terrestres.
Qu'allez-vous découvrir avec le télescope Unistellar ?
Ce sont les anneaux de Saturne qui frappent en premier lors de l’observation de la planète. Si la planète est gazeuse, les anneaux, eux, sont solides. Ils sont composés de blocs de glace et de poussière et réfléchissent très bien la lumière de notre étoile. Ils ne sont pas continus. Ce qui fait de ces anneaux les joyaux du Système solaire ? Leur taille ! Ils s’étendent jusqu’à 282 000 km de la planète, alors que leur épaisseur n’est que de quelques kilomètres.
5. Le linceul d’une étoile
Il existe plusieurs scénarios qui mènent à la mort d’une étoile. Il est possible dans le ciel nocturne, notamment à l’aide d’un télescope Unistellar, de contempler le résultat de leur disparition cataclysmique. Elles peuvent se transformer en rémanent supernova, ou bien en nébuleuses planétaires. Celles-ci sont très faciles à observer !
1/ Le rémanent supernova
Plus une étoile est grosse et massive, plus les réactions nucléaires se déchaînent en son cœur. Sa durée de vie en est d’autant plus courte. Après quelques millions d’années, elle est déjà à court d’hydrogène et devient instable. Mais au lieu de quelques réactions nucléaires supplémentaires, elle va jusqu’à synthétiser du fer, l’élément le plus stable. C’est un véritable suicide, car son cœur s’arrête brusquement une fois ce travail accompli : l’atmosphère s’effondre et rebondit contre ce noyau de fer, dans une explosion titanesque. C’est cela, une supernova.
2/ La nébuleuse planétaire
Quand le cœur d’une étoile a épuisé ses réserves d’hydrogène, il consomme de l’hélium, puis des atomes plus lourds. L’astre n’en a alors plus pour très longtemps à vivre. Une étoile de la masse du Soleil devient une variable de type Mira : ses couleurs sont dans le rouge, son éclat se met à pulser régulièrement (de façon supérieure à 100 jours), avec une variation de luminosité supérieure à une magnitude – l’échelle de luminosité de l’étoile. Puis elle rend son dernier souffle et expulse son atmosphère dans l’espace. Une bulle de gaz en expansion forme alors la couronne mortuaire de l’étoile, c’est ce que l’on appelle une nébuleuse planétaire (car leur aspect rappelle celui d’une planète). Le cœur de l’étoile resplendit encore un temps en une naine blanche, avant de s’éteindre. Ce long chant du cygne stellaire (sa mort) est visible à travers quelque 500 nébuleuses planétaires qui parsèment le ciel. L’une des plus connues est la nébuleuse de la Lyre.
La nébuleuse de la Lyre M57
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Distance : 2 300 années-lumière
Constellation : Lyre
Âge : 3 000 à 6 000 ans
Surnom : Anneau de la Lyre, rendant hommage à sa forme, qui montre bien le gaz en expansion
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Si vous observez la nébuleuse de la Lyre pour la première fois, imaginez le moment de contemplation qu’a dû vivre l’astronome Antoine Darquier de Pellepoix quand il fit sa découverte en 1779.
Le cœur de l’étoile resplendit encore un temps en une naine blanche, avant de s’éteindre. Ce chant du cygne stellaire est visible à travers quelque 500 nébuleuses planétaires qui parsèment le ciel. L’une des plus connues est la nébuleuse de la Lyre.
Qu'allez-vous découvrir avec le télescope Unistellar ?
Au milieu d’un champ d’étoiles apparaît une petite bulle de gaz, avec une forme qui permet de très bien comprendre l’expansion du gaz. Il est aussi possible de distinguer les différentes couleurs du gaz. On retrouve une partie centrale plus sombre qui émet surtout dans l’ultraviolet, puis des bandes bleu-vert correspondantes à de l’oxygène ionisé. Enfin une zone plus rouge et orangée sur les régions extérieures de l’anneau, qui correspond plutôt à l’hydrogène et l’azote.
La nébuleuse de l’Haltère M27
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Distance de la Terre : 1 300 années-lumière
Constellation: Petit renard
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Elle fut la première nébuleuse planétaire à être observée dans toute l'histoire de l'astronomie en 1764 par Charles Messier. Le terme « nébuleuse planétaire » de William Herschel date de 1784 et renvoie à la forme vaguement en disque d'aspect nébuleux, qui pourrait faire penser à l'aspect d'une planète (bien que sa nature soit tout autre). Le terme à été maintenu pour garder l’uniformité historique.
Qu'allez-vous découvrir avec le télescope Unistellar ?
M27 est un objet très visuel. S’il n'est pas évident de voir son étoile centrale avec une magnitude élevée, les nuages de gaz nous donnent une forme très particulière. Les couleurs sont dues à la différence de nature des gazs qui ont été expulsés de l'étoile.. La nébuleuse est principalement nommée haltère mais possède, par sa forme caractéristique, des surnoms : la nébuleuse du trognon de pomme, du sablier, du diabolo.
observez la nébuleuse du Hibou M97, dans la Grande Ourse ou le rémanent supernova, autre possibilité de fin de vie d’une étoile comme la NGC6992 Grande dentelle du cygne.
Pour conclure la veillée
Tout au long de leur vie les étoiles vont se parer de différentes formes et couleurs, passant de la nébuleuse primaire jusqu’à offrir à l’œil de l’astronome un rémanent de supernova, ou bien une nébuleuse planétaire. Comme un papillon sur terre, passant de la chenille à l’imago, l’étoile est en constante mutation (dans une échelle de temps bien plus longue). Le ciel nocturne regorge visuellement de ces étapes de vie pour comprendre un peu mieux notre propre soleil, son histoire et notre système. De nombreuses nébuleuses, étoiles, amas sont aussi à découvrir dans les autres saisons de l’année, lorsque dans son voyage autour du Soleil, la Terre fait face à d’autres merveilles du ciel nocturne.