Nous avons déjà évoqué, dans un précédent article, les travaux de cartographie du ciel austral qui ont eu lieu à l’époque ou dans la foulée des expéditions menées par les grands explorateurs à partir du XVe siècle. Parmi les astronomes ayant le plus œuvré à établir les cartes et nomenclatures du « nouveau ciel » du sud, on doit évidemment citer le français Nicolas-Louis de Lacaille, dont le rôle a été déterminant puisqu’il a attribué leur nom définitif à de nombreuses constellations.
Au cours de son expédition dans l’hémisphère austral, entre 1750 et 1754, l’ayant conduit à créer un observatoire au Cap en Afrique du sud, puis dans les iles de France et Bourbon (les actuelles iles Maurice et de La Réunion), ce dernier a effectué un très grand nombre d’observation des objets du ciel, l’amenant par exemple à découvrir l’amas de la « boite à bijoux » (NGC 4755).
Et au sein du plus grand des « nuages », observés par Magellan plus de deux siècles auparavant – en réalité les deux petites galaxies satellites de notre Voie Lactée – l‘astronome français sera également le premier à identifier la nature nébuleuse du gigantesque ensemble de gaz visible à l’œil nu – et jusqu’alors répertorié comme une étoile : la nébuleuse de la Tarentule, qui tire son nom de son apparence avec des filaments de gaz et de poussière qui évoquent les pattes d’une araignée.
Également connue sous la dénomination NGC 2070, cette région HII située à environ 160 000 années-lumière de la Terre est en réalité la plus grande nébuleuse connue dans l’Univers : la Tarentule s’étend en effet sur environ 600 années-lumière de diamètre. Pour essayer de se représenter le gigantisme de ces dimensions, si cette nébuleuse était située à la même distance de la Terre que la nébuleuse d’Orion, elle s’étendrait dans le ciel sur plus du double du chariot de la Grande Ourse, avec un éclat identique à Vénus à son maximum !
Cette nébuleuse « hors-normes » constitue incontestablement le « joyau » du Grand nuage de Magellan… et tend à éclipser quelque peu ses proches voisines qui sont pourtant nombreuses : sur l’image ci-contre, réalisée en narrowband par la Team Ciel Austral (avec un temps de pose démentiel de 1060h !!), il est possible d’en dénombrer visuellement plus d’une centaine, dont la plupart – qui semblent petites en comparaison – sont pourtant de dimensions bien supérieures à la nébuleuse d’Orion !
En effet, malgré sa petite taille (14 000 années-lumière, soit 7 fois moindre que la Voie Lactée), le Grand Nuage de Magellan est particulièrement actif puisqu’on y dénombre pas moins de 400 nébuleuses planétaires et plus de 700 amas ouverts, généralement associés à une ou plusieurs nébuleuses ! La supernova 1987A – la plus proche observée depuis l’invention du télescope – était également localisée dans cette petite galaxie.
Une activité hors-normes due en grande partie à sa proximité avec notre propre galaxie et les forts effets de marée gravitationnel qui en résultent…
En termes de dynamique interne, la nébuleuse de la Tarentule est une région de phénomènes astrophysiques complexes incluant des interactions de vents stellaires, des chocs de supernova et des formations d’étoiles à un rythme accéléré. Elle est également un laboratoire astronomique précieux pour l’étude de la formation des étoiles massives et de leur influence sur l’environnement galactique.
Les observations dans diverses bandes du spectre électromagnétique, y compris les rayons X, l’ultraviolet, le visible, l’infrarouge, et les ondes radio, ont révélé des détails riches sur la composition chimique, la structure, et les processus dynamiques en jeu. Ces observations contribuent à éclairer les modèles théoriques de l’évolution stellaire et de la dynamique des gaz interstellaires.
Ainsi, la nébuleuse de la Tarentule intéresse particulièrement les astronomes pour être l’une des régions de formation d’étoiles les plus actives et les plus lumineuses de notre groupe local de galaxies.
Ses structures sont illuminées et sculptées par les vents stellaires puissants et les radiations émises par les jeunes étoiles massives qui se forment à l’intérieur de la nébuleuse, et notamment par l’amas stellaire R136, qui contient certaines des étoiles les plus massives et les plus lumineuses répertoriées.
Ces étoiles, principalement de classe spectrale O et B, sont responsables de la majeure partie de l’émission de lumière ultraviolette qui ionise le gaz environnant, provoquant son émission caractéristique dans des longueurs d’onde visibles.
L’image ci-contre, réalisée sous forme composite en infrarouge et en ondes radio, montre toute l’intensité de la formation stellaire au sein de la Tarentule : on y voit à la fois des étoiles brillantes et des nuages de gaz chaud (en rose), mais aussi des régions de gaz froid et dense pouvant s’effondrer sur eux-mêmes et créer de nouvelles étoiles (en jaune).
En 2022, le télescope spatial James Webb a pu observer en détails cette zone dans l’infrarouge moyen, ce qui a entraîné plusieurs découvertes significatives : des milliers, voire des dizaines de milliers d’objets stellaires jeunes, précédemment masqués en lumière visible par des poussières, ont ainsi été détectés.
Cette observation a également révélé un grand nombre d’étoiles au tout début de leur phase de formation (« protoétoiles ») et a conduit à remettre en cause plusieurs aspects de la théorie de la formation stellaire, en particulier sur les zones privilégiées où les effondrements gravitationnels ont lieu, mais aussi sur la composition chimique des nouvelles étoiles et la proportion du gaz de la nébuleuse d’origine au sein de celles-ci.
L’un des résultats les plus intéressants de ces travaux est que la formation des étoiles dans la nébuleuse de la Tarentule serait assez différente de celle observée dans d’autres galaxies, y compris la nôtre. Les astronomes estiment en effet que la composition chimique de cette nébuleuse serait plutôt similaire à celle qui était répandue au sein de l’univers jeune, âgé de seulement quelques milliards d’années.
Comme l’explique l’astronome Guido De Marchi : « Ce qui rend [la nébuleuse de la Tarentule] unique, c’est qu’elle est suffisamment proche pour que nous puissions étudier en détail la façon dont les étoiles se forment, et ses propriétés sont similaires à celles que l’on trouve dans des galaxies très lointaines, lorsque l’Univers était jeune. Grâce à [elle], nous pouvons étudier comment les étoiles se formaient il y a 10 milliards d’années, lorsque la plupart des étoiles sont nées ».
L’image mise à l’honneur ce mois a été réalisée par la Team Ciel Austral avec un setup incroyable exploité en remote sous le ciel chilien, avec l’utilisation de la caméra C4-16000 que la team a contribué à développer et améliorer en collaboration avec Moravian.
Comme nous le relevions dans la présentation de la première image de Ciel Austral réalisée avec cette caméra (Photon d’Or de mai 2021) avec pour objet la galaxie du Sombrero (M104), ce capteur CMOS au rendement quantique très élevé et au très faible bruit de lecture permet d’obtenir en quelques minutes un signal incroyable (d’après la team, le temps de pose peut être divisé par 4 pour obtenir un signal identique à celui de leur ancienne caméra G4-16000) : nous ne pouvions alors qu’imaginer ce qu’il leur serait possible d’obtenir sur des nébuleuses faibles en SHO, avec un setup comparable et un long temps de pose…
L’image de NGC 1955, voisine de la Tarentule et également située dans le Grand nuage de Magellan (récompensée ici en avril 2023), avait permis de lever tous les doutes (si tant est qu’il y en ait eu…) : les résultats obtenus avec cette caméra sont tout simplement époustouflants ; ce que les différentes images réalisées depuis par la Team Ciel Austral n’ont fait que confirmer.
La présente image de la Tarentule consistant en une mosaïque 2×2 et cumulant un total de 433h de pose (soit 108h par panneau) s’inscrit dans la même lignée : le signal obtenu est tout simplement incroyable (que ce soit sur la couche Ha ou sur les couches OIII et SII) et le bruit est quasiment totalement absent.
La version HOO (ci-contre), au rendu plus « naturel » mais moins complexe – comme toujours en comparaison avec la version SHO – est également d’une très grande beauté !
L’apport d’une couche RGB pour les étoiles est toujours bienvenue et contribue à renforcer l’harmonie de la palette de couleurs.
Comme avec l’image de NGC 1955, la comparaison avec la même zone issue de l’image « grand champ » du LMC obtenue par la Team en 2019 est des plus intéressantes.
On rappellera que les deux images n’ont pas été réalisées avec le même matériel : une lunette de 160mm pour l’image de 2019 contre un télescope de 600mm en 2023 (avec la nouvelle caméra) ! Compte-tenu de la qualité du ciel et du seeing au Chili, une telle différence de diamètre et d’échantillonnage aboutit nécessairement à un gain très net en résolution.
Sur l’image d’ensemble, le gain en signal est manifeste (en particulier dans les zones plus ténues qui se détachent faiblement du fond de ciel dans la version de 2019, en particulier dans certaines zones riches en OIII qui n’apparaissaient quasiment pas auparavant) ; de même que le gain en détails qui est déjà bien perceptible :
Comparaison des versions 2019 et 2024, recadrées à la même échelle pour les besoins de l’exercice.
Sur la version « full », la différence en terme de détails obtenue entre ces deux versions est encore plus spectaculaire : outre les étoiles, bien plus fines et résolues dans les amas, les filaments de gaz ionisés prennent sur cette nouvelle image une toute autre ampleur avec une sensation de relief très renforcée ! Les structures sont ainsi mises en lumière à un niveau insoupçonné sur la première image et certaines zones de poussières qui apparaissaient de manière assez indistinctes regorgent désormais de détails :
Comparaison des versions 2019 et 2024, recadrées et à la même échelle pour les besoins de l’exercice ; ici à 100% de la full 2024. A noter que la compression de l’image sur ce module de comparaison entraîne une légère perte de qualité par rapport à l’image originale.
Il va sans dire que l’image se doit d’être consultée en version « full » (et pas uniquement sur l’aperçu de qualité dégradée présenté ici) afin de l’apprécier pleinement : le spectacle est présent d’un bord à l’autre de l’image et une myriade de petits objets et détails sont visibles. On s’amusera notamment à rechercher la multitude de petits détails au sein des structures ainsi que tous les amas stellaires visibles sur l’image !
Outre la différence de matériel utilisé entre ces deux images, signalons également un point important : celui du traitement. En effet, bien que quelques années seulement séparent ces deux images, cette dernière version a profité de l’ensemble des raffinements les plus récents en matière de traitement d’image, et notamment le process Blur-X-Terminator (voir ma vidéo de présentation) qui permet à la fois de réduire les étoiles mais aussi de gagner dans les détails de manière parfois spectaculaire. Cela ne fait évidemment pas tout, mais contribue à accentuer encore un peu plus la différence de rendu entre ces deux images.
Au-delà de ces aspects techniques, l’image finale est – comme toujours avec Ciel Austral – totalement superlative en terme de qualité, de rendu, de dynamique et de mise en valeur du signal. La diversité des couleurs, les nuances, les détails ciselés, et plus encore l’aspect dramatique de l’ensemble rapprochent cette image d’une véritable « toile de maître », qui contribue à élever encore un peu plus l’astrophotographie au rang d’art à part entière !
Est-il besoin de présenter la « team » Ciel Austral ?
Composée de 7 passionnés disposant chacun de compétences propres (de gauche à droite sur la photo : Mike Selby, qui a intégré l’équipe récemment, Jean-Claude Canonne, Didier Chaplain, Laurent Bourgon, Philippe Bernhard, Nicolas Outters et Georges Chassaigne), cette équipe repousse les limites de l’astrophotographie en cumulant sur chacune de ses images des temps de pose colossaux et à peine concevables pour l’amateur moyen ; avec notamment un record à 1060h (!) de pose pour une mosaïque du Grand Nuage de Magellan !
Ciel Austral a installé son setup en remote sous le ciel magique du Chili, à l’observatoire El Sauce.
Le matériel utilisé est toujours de très grande qualité.
Cette image de M104 est la première réalisée avec le télescope de 1m de Mike Selby et la nouvelle caméra C4-16000 ; en attendant l’installation d’un autre télescope de 450mm de diamètre conçu sur mesure !
Résumer Ciel Austral au temps de pose de ses images ou au matériel employé n’aurait toutefois aucun sens : il s’agit uniquement en l’occurrence des moyens consacrés à une quête continuelle de perfection et de (re)découverte des beautés de l’Univers.
Le meilleur moyen de s’en convaincre est encore de parcourir leur galerie, où chaque image est en soi un petit bijou qui, au-delà de l’aspect purement esthétique, permet de se sentir plus proche des merveilles du Cosmos…
Date : du 25/09/2023 au 17/01/2024
Lieu : Observatoire El Sauce (Chili)
Optique : Planewave CDK 610 – f/6,5
Monture : PW1000
Caméra : Moravian C4-16000
Filtres : Astrodon
Pilotage : The SkyX – MaxPilot
Echantillonnage : 0,47 »
Ha : 804 x 600s (bin1)
OIII : 804 x 600s (bin1)
SII : 804 x 600s (bin1)
R : 124 x 300s (bin1)
G : 124 x 300s (bin1)
B : 124 x 300s (bin1)
Total : 433h
Traitement : APP – PixInsight – Photoshop
Les Photons d’Or récompensent chaque mois une image particulièrement remarquable réalisée par un amateur… n’hésitez pas à proposer vos images !
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