On m'a posé une colle !

[dr@kula]

Bonjour à tous,

 

Samedi soir, lors d'une sortie avec mes beaux-parents, ceux-ci m'ont posé une colle !

 

Nous étions en pleine observation d'NGC 6572 (la nébuleuse de l'émeraude) et l'on m'as demandé pourquoi nous la percevions verte alors que comparativement parlant, en terme de taille apparente, M57 que nous avions vu juste avant, est plus grande mais nous la voyons en nuances de gris ! Et pourquoi la nébuleuse NGC 6826 (Blinking) nous apparaît d'un pâle bleuâtre tandis que NGC 7662 (blue snowball), elle, est d'un bleu franc ?

 

Comment expliquer cela en termes simples (du moins pas trop techniques) ?

Est-ce dû à la majorité d'une molécule particulière de gaz ionisé par l'étoile centrale (Oxygène ? Hydrogène ? Autre ?) ou bien est-ce dû à un autre phénomène ?

['Bruno]

La nébuleuse de l'Émeraude a une magnitude de surface très importante : 4,9 par minute d'arc carrée. C'est presque le record. Tandis que M57 est à 9,2 par minute d'arc carrée. Il y a donc 4,3 magnitudes d'écart en terme de brillance de surface, donc de clarté au télescope. C'est ce qui explique que la couleur verte de l'Émeraude est bien plus facile à percevoir.

 

Concernant les nuances de couleur, je pronostique que ça vient du ratio OIII/H_alpha. Les nébuleuses planétaies émettent principalement dans deux longueurs d'onde : 1) en H_alpha, qui donne une belle couleur rouge sur les photos mais que l'oeil nocturne voit mal (on est à la limite de l'infrarouge), et 2) en OIII, qui correspond au bleu-vert (ensuite, 3) en H_bêta). Si le H_alpha est très fort par rapport au OIII, l'oeil nocturne percevra quand même un peu de rouge, qui se mélangera avec le bleu-vert en le rendant vert. Si le H_alpha n'est pas très fort par rapport au OIII, on ne verra pas de rouge, donc juste du bleu-vert. Ce que je dis là n'est qu'une hypothèse, mais une hypothèse basée sur deux arguments :

- le catalogue des nébuleuses planétaires de Strasbourg donne le rapport OIII/H_alpha, preuve que celui-ci varie d'un objet à l'autre ;

- c'est d'ailleurs cette variation qui explique que certaines nébuleuses planétaires "réagissent" bien au filtre H_bêta, et je crois (à confirmer) que le H_bêta est fort lorsque le H_alpha est fort (puisqu'il me semble que les raies alpha, bêta, gamma, etc. sont différentes raies d'une même émission), bref : si les nébuleuses planétaires ne réagissent pas toutes bien au filtre H_bêta, c'est là encore parce que le rapport entre l'émission d'hydrogène et l'émission d'oxygène III varie d'un objet à l'autre, et donc les nuaces de couleurs aussi.

 

Maintenant, pourquoi ce rapport varie-t-il ? Il me semble que les nébuleuses qui ont une émission OIII importante sont les plus chaudes, donc les plus jeunes (et souvent les plus petites : elles n'ont pas eu le temps de se diluer). Mais il faut peut-être prendre aussi en compte la composition de l'étoile à l'origine de la nébuleuse ou d'autres caractères physiques (par exemple la masse) ?

 

Tout ça ne sont que des hypothèses à confirmer, c'est juste pour lancer la réflexion.

 

(J'espère n'être pas trop technique.)

Modifié 12 août 2013 par 'Bruno

[xavierc]

Salut Tristan

 

Tout est lié à la perception des couleurs par les cellules cônes de la rétine de l'oeil et à l'interprétation par le cerveau.

Pour voir les couleurs, il faut que les cônes reçoivent un certain flux de lumière par unité de surface. En dessous de ce seuil, les cônes ne voient pas, et c'est les cellules bâtonnets qui voient, mais en nuances de gris.

Les nébuleuses planétaires ont un spectre d'émission principalement en OIII et Halpha-Hbêta.

La luminosité par unité de surface de NGC 6572 est plus grande que celle de M57, donc sa couleur verte due à l'oxygène doublement ionisé (OIII) est plus saturée.

De plus la nuit, la vision de l'oeil se décale vers le vert alors qu'en journée elle est centrée sur le jaune. Et ne voit quasi pas le rouge la nuit sur des nébuleuses.

Pour les nébuleuses NGC6826 et NGC 7662, je suspecte qu'elles émettent aussi en Hbêta en plus de l'OIII ce qui expliquerait la prédominance bleue.

Tiens , il faudra que je teste une de ces nuits avec les 2 filtres OIII et Hbêta.

[dr@kula]

Merci Bruno et Xavier pour ces explications on ne peut plus limpides (pour moi du moins, reste à vulgariser ça ).

 

Pour faire très simple, c'est une combinaison entre la "brillance en surface" : la lumière ne se réfléchit pas de la même manière sur toutes les nébuleuses planétaires. Mais également de ratio Oxygène (OIII) et d'hydrogène (Halpha/Hbeta) contenus dans la coquille de gaz...me trompes-je ?

[xavierc]

""brillance en surface" : la lumière ne se réfléchit pas de la même manière"

Là, c'est la définition d'un albédo en oeuvre dans un processus d'éclairage par réflexion.

 

Or dans les nébuleuse planétaires, la lumière n'est pas réfléchie car absorbée puis réémise par le gaz de la nébuleuse dans les raies OIII et Halpha-Hbêta (entre autres).

 

Dans nos explication, nous parlions de la luminosité par unité de surface. Elle ne dépend que de l'éclat apparent de l'objet et de sa taille apparente.

Aussi appellé brillance surfacique.

 

Exemple : M33 a une faible luminosité par unité de surface donc peu contrastée.