Nebuleuses planetaires au travers de filtres interferentiels




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NEBULEUSES PLANETAIRES
au travers de FILTRES INTERFERENTIELS

 












 

 






La classification morphologique d'une nébuleuse planétaire est subjective puisque dépendant de l'instrumentation utilisée.
Par conséquent, quand ont parle de morphologie, s'agit-il de celle telle qu'on voit la nébuleuse planétaire telle qu'on la voit au foyer d'un télescope ou de la forme observée à travers un filtre de type H-alpha avec là encore des différences d'interprétation entre des largeurs de bande passante différentes qui peuvent laisser apparaître la seule distribution de l'ion hydrogène ou bien y ajouter celle de l'azote ?

Travail réalisé à l'issue d'une mission réalisée à titre personnel par des membres de la S.L.A.
à l'observatoire de Saint Véran (Astroqueyras).

Classification des nébuleuses planétaires

La classification morphologique basée sur un aspect visuel a débuté en 1918 avec le travail de Curtis. Depuis, de nombreuses classifications ont été proposées.

On a l'habitude de classer les nébuleuses planétaires en types compact, annulaire, elliptique, irrégulier ou papillon suivant leurs apparences en lumière totale.
Une autre classification est basée sur des images "monochromatiques" du domaine optique et propose de ranger les nébuleuses planétaires en : I - stellaire, II - elliptique, III - bipolaire, IV - symétrique, V - irrégulière.

Pourtant, toutes ces classifications rencontrent les mêmes problèmes :


-         une exposition prolongée peut révéler des structures plus faibles qui pourraient amener à un changement de classification de la nébuleuse planétaire,
-         la morphologie des nébuleuses planétaires observée dans des longueurs d'onde différentes n'est pas nécessairement la même,
-         les classifications décrivent la structure apparente en 2D et non la structure intrinsèque de la nébuleuse planétaire.

Les objets retenus pour cette mission répondent à des descriptions légèrement différentes, selon qu'on les classe dans l'une des trois classifications suivantes :

La classification de Vorontsov-Velyaminov établie en 1934 et utilisée dans de nombreux catalogues regroupe les nébuleuses planétaires de la façon suivante :
I – Image stellaire
II – Disque lisse
IIa – Disque lisse, plus brillant en direction du centre
IIb – Disque lisse, de brillance uniforme
IIc – Disque lisse avec des traces de structure en anneau
III – Disque irrégulier
IIIa – Disque irrégulier, avec distribution très irrégulière de la luminosité
IIIb – Disque irrégulier, avec des traces de structure en anneau
IV – Structure en anneau
V – Forme irrégulière, similaire à une nébuleuse diffuse
VI – Forme anormale
Des structures plus complexes peuvent être classées en combinant différents types. 

Une classification plus récente utilisée dans le "IAC Morphological Catalog of Northern Galactic Planetary Nebulae" :


-         (R) Nébuleuse planétaire ronde
-         (E) Nébuleuse planétaire elliptique qui montre clairement une déviation de la symétrie
-         (B) Nébuleuse planétaire bipolaire qui montre une forte déviation de la symétrie avec deux axes
-         (Q) Nébuleuse planétaire quadripolaire
-         (P) Nébuleuse planétaire avec points de symétrie

60% des nébuleuses planétaires sont elliptiques, 26% sont rondes et 14% sont bi ou quadripolaires.



Balick, en 1987, a proposé une classification morphologique en trois classes : rondes, elliptiques et en forme de papillon, chacune divisée en trois types : précoce, intermédiaire, tardif, suggérant ainsi un statut différent selon l'évolution de la nébuleuse. 

La morphologie des nébuleuses planétaires est présumée liée à l'évolution de l'ensemble "nébuleuse planétaire – étoile centrale". De fait, l'imagerie montre de grandes variétés de formes. Les progrès sur cette théorie ont requis de réaliser des images monochromatiques en bande étroite.





Matériel utilisé

  • Télescope type cassegrain 620 mm, focale 9000 mm

  • Réducteur de focale ramenant la focale à 1860 mm

  • CCD ST8E

  • Filtres interférentiels (bande passante de 10 nm) :

H-alpha, centré sur 656 nm
OIII, centré sur 500 nm 

Les choix d'utilisation du réducteur de focal et du binning ont été faits pour améliorer le signal récupéré sur le capteur au travers des filtres interférentiels. Un des buts de la manip étant de mettre en évidence les différences de morphologie à grande échelle, ce choix rapport signal/bruit a volontairement prévalu à celui de la résolution.

Le champ résultant du montage optique est de 25' x 17' d'arc.
L'échantillonnage calculé avec des images en binning de 2 est de 2" d'arc.

Méthode d'analyse

Pour l'analyse comparative des coupes d'images, les images en OIII ont été pondérées d'un facteur multiplicatif de 1,6 de façon à compenser les différences de transmission des filtres et du rendement quantique du capteur CCD à ces longueurs d'onde. Ce facteur de 1,6 a été déduit de l'analyse des courbes d'étalonnage ci-dessous :





Filtre

Longueur d'onde centrale

Rendement quantique du capteur de la ST8E

Transmission du filtre

Rendement x Transmission

H-Alpha

656 nm

61 +/- 1 %

55 +/- 1 %

33,6 +/- 1,2 %

OIII

500 nm

54 +/- 1 %

39 +/- 1 %

21,1 +/- 0,9 %

Facteur correctif à appliquer aux images réalisées en OIII

1,5 à 1,7

Note : La comparaison avec d'autres images en bande étroite devra tenir compte de la largeur de la bande passante des filtres utilisés et notamment du fait que le filtre H-Alpha intègre non seulement le flux en H-Alpha mais également en NII.
L'application du facteur correctif aux images en OIII n'est là que pour faciliter la comparaison des 2 types de prise de vue. L'imprécision de la mesure fera qu'on se limitera à l'allure des courbes et non pas aux valeurs indiquées.

Structures d'une nébuleuse planétaire 

Les structures à grande échelle

Bruce Balick en 1996 définissait ainsi l'anatomie d'une nébuleuse planétaire :


-         Une étoile centrale séparée de la nébuleuse par une cavité et par une bulle de gaz chauffée par des vents rapides.
-         Un anneau brillant entourant la bulle chaude et qui consiste en du gaz comprimé et en une onde de choc survenant à la rencontre de vents rapides provenant de l'étoile centrale et de vents plus lents de la "coque".
-         Une "coque" faite essentiellement de l'enveloppe de la géante rouge formée dans les premiers temps par un vent lent; cette enveloppe est généralement pâle mais uniforme; la brillance surfacique de la coque est généralement plus grande le long du plus petit axe, comme si un épais disque ou tore se trouvait dans le plan équatorial de la nébuleuse.
La cavité autour de l’étoile centrale, l’anneau et le tore ont toujours la même symétrie axiale.

Les structures à petite échelle

Trois structures principales sont repérées :


-         Des nodules faiblement ionisés (subdivisés en fonction de leur vitesse : les rapides formant ce qu'on nomme FLIERS); les FLIERS se retrouvent dans environ une nébuleuse sur deux, généralement par deux le long de l’axe de symétrie.
-         Des globules cométaires.
-         Des jets.


Image en 700 x 459

Nébuleuse Hélix
(NGC 7293)

Image en trichromie réalisée à partir de la combinaison des images en H-alpha (rouge) et en OIII (vert et bleu)



Nébuleuse Hélix - NGC 7293
Constellation : Aqr
Type (classification de Vorontsov-Velyaminov) : IV + III
Type (classification IAC) : Elliptique
Analyse globale de NGC 7293





Image en H-alpha

Image en OIII

 

Dans une analyse de Hélix (Réf. 2), les auteurs distinguent 5 structures ainsi nommées :
(1)   coque interne (à environ 110 arcsec de l'étoile centrale)
(2)   anneau interne de la structure hélicoïdale (à environ 200 arcsec de l'étoile centrale)
(3)   anneau externe de la structure hélicoïdale (à environ 350 arcsec de l'étoile centrale)
(4)   filament est (à environ 660 arcsec de l'étoile centrale)
(5)   filament externe (à environ 1150 arcsec de l'étoile centrale)
Cette structuration de la nébuleuse nous servira de base à la description de nos images.

La description fait référence à des positions angulaires représentées dans le schéma ci-dessus



L’apparence de la nébuleuse hélix est un anneau dont les parties externes sont diffuses et ouvertes vers le nord-ouest et le sud-est.
La zone centrale est composée de gaz hautement ionisé et apparaît vide sur les images classiques optiques. Des observations professionnelles ont montré que cette zone est remplie par du rayonnement HII et OIII mais également un peu d'émission H-alpha à un niveau beaucoup plus faible que l'anneau. Cet aspect est repérable également sur nos images, avec un niveau supérieur à celui du fond de ciel.
La région de l'anneau caractérise l'image classique optique. A l’intérieur de l’anneau principal on trouve des arcs de matière dont les multiples structures donnent à hélix son nom. La structure en anneau bien visible sur l'image en H-Alpha est moins évidente en OIII qui donne à la nébuleuse une forme plutôt arrondie et lissée. 

Voici quelques observations communes à l'étude sur la morphologie et la composition de Hélix (Réf. 3) et l'analyse des images réalisées.


Les contours montrent une apparence elliptique avec des régions de haute brillance surfacique localisées au nord-nord-est et au sud-sud-ouest de l'étoile centrale (à 20° et 215° respectivement).
Des structures radiales (plumes) sont observées; elles traversent l'épais disque externe sur les images en OIII.
L'image en H-alpha met en évidence (entre 5° à 95°) une partie du "filament est" autour de l'anneau principal. Cet arc n'est pas observé sur nos images en OIII alors qu'elles sont visibles mais moins bien structurées sur les images réalisées par les auteurs de l'étude de référence. Ceci nous interdit toute analyse comparative de la structure de l'arc externe (brillance surfacique plus constante et présence de petits arcs sur l'image en OIII de l'étude).

 Quant au filament externe, la taille du champ de nos images ne nous permet pas de les visualiser, mais probablement le temps d'exposition aurait-il été également insuffisant pour le mettre en évidence.

 Dans une étude sur la structure morphologique de Hélix (Réf. 4), G. Carranza expose 2 interprétations sur la morphologie d'Hélix :
-         soit la superposition de deux anneaux de gaz concentriques dont l'anneau externe serait en train de se dissocier,
-         soit un filament unique de forme hélicoïdale.
Cette analyse se base sur les points de densité photographique maximum et est traduite par les schémas ci-dessous :

Ci-dessous, l'image en H-alpha réalisée, seuillée pour ne faire apparaître que les niveaux les plus brillants, sur laquelle a été plaqué le graphe de gauche :



 

Isophotes de NGC 7293







H-alpha

OIII

Isophotes (Pas = 250 – Seuil Haut = 3000 – Seuil Bas = 0)

Les courbes de niveaux mettent en évidence une symétrie globale dans la distribution suivant le plus grand axe de la nébuleuse.

De même, l'isophote en H-alpha présente une structure plus complexe traduisant de plus grandes variations d'intensité, contrairement à celui en OIII dont les variations de niveau sont plus "douces".



Comparaison des distributions spatiales OIII et H-alpha de NGC 7293

L'analyse qui suit est calquée sur une partie de l'étude réalisée dans l'article "Expanding shells within the Helix Nebula" (Réf. 5).

L'équipe a mesuré les variations de densité en OIII et NII (bande passante de 1,5 nm).

Pour comparer les résultats avec des images en OIII et en H-Alpha (bande passante de 10 nm), l'image a été coupée en 8 secteurs correspondant à ceux utilisés par l'équipe de Manchester. Est ajoutée une coupe (I-I') permettant de mettre en évidence le halo externe en H-alpha.  



Coupes Images réalisées
(OIII en vert et H-Alpha en rouge)

Coupes Etude Manchester
(OIII et NII)

Description
Commentaires





Coupe A-A' 

Toutes les coupes mettent en évidence l'existence d'un plateau central avec un niveau d'intensité supérieur en OIII et non nul en H-alpha.







Coupe B-B' 

Les coupes B à D mettent en évidence le rare exemple d'asymétrie de signal en OIII avec la présence de cette zone très brillante dans la partie Nord-est de l'anneau







Coupe C'-C 

Cette coupe est la seule où l'on retrouve une similarité forte entre nos images en H-alpha (contaminées par du signal NII) et celles en NII de l'étude







Coupe D'-D





Coupe E'-E





Coupe F'-F 

Au niveau de la structure annulaire, l'émission en H-alpha s'étend plus loin que celle en OIII. Ceci est évident sur les coupes C à F.







Coupe G'-G





Coupe H'-H 

Sur cette coupe, on remarque deux anneaux concentriques en OIII. L'anneau externe se situe à la limite interne de la partie brillante de l'anneau en NII ou en H-alpha.





 

Coupe I-I' 

Cette coupe confirme l'absence de signal correspondant au halo externe sur les images en OIII, ceci probablement (si l'on se base sur les études professionnelles) en raison de temps de pose pas assez élevés.



 Microstructures observables dans NGC 7293 : globules cométaires





Notre image en H-alpha centrée sur la zone correspondant à celle du HST

Télescope Hubble

Les bords externes de la zone centrale sont limités par la présence de structures appelées "globules cométaires".













Image en 700 x479

Nébuleuse Hélix
(NGC 7293)


Acquisition :
Poses de 4mn avec filtre H-alpha
Prétraitement :
Compositage de 5 images prétraitées
Traitement :
Logarithme
Conditions de prise de vue :
Télescope de 620 mm avec réducteur de focale : F/D = 1860 mm
CCD ST8E
Seeing : FWHM = 2,48 +/- 0,06







Nébuleuse Hélix
(NGC 7293)

 Acquisition :


Poses de 4mn avec filtre OIII
Prétraitement :
Compositage de 5 images prétraitées
Traitement :
Aucun
Conditions de prise de vue :
Télescope de 620 mm avec réducteur de focale : F/D = 1860 mm
CCD ST8E
Seeing : FWHM = 2,38 +/- 0,13








ANALYSE GLOBALE

M76 - NGC 650-1
Constellation : Per
Type (classification de Vorontsov-Velyaminov) : III + IV
Type (classification IAC) : Bipolaire
Type (classification de Balick) : Papillon tardive

COUPES

M76 - NGC 650-1
Constellation : Per
Type (classification de Vorontsov-Velyaminov) : III + IV
Type (classification IAC) : Bipolaire
Type (classification de Balick) : Papillon tardive



NGC 650-1 – M76 

Acquisition :
Poses de 4mn avec filtre H-alpha
Prétraitement :
Compositage de 5 images prétraitées
Traitement :
Aucun
Conditions de prise de vue :
Télescope de 620 mm avec réducteur de focale : F/D = 1860 mm
CCD ST8E
Seeing : FWHM = 2,39




NGC 650-1 – M76 

Acquisition :
Poses de 4mn avec filtre OIII
Prétraitement :
Compositage de 5 images prétraitées
Traitement :
Aucun
Conditions de prise de vue :
Télescope de 620 mm avec réducteur de focale : F/D = 1860 mm
CCD ST8E
Seeing : FWHM = 2,2 +/- 0,06



 Analyse globale de NGC 650-1

M76 est une nébuleuse rectangulaire et bilobée. Les bords tranchants de la partie centrale rectangulaire contrastent avec les extensions en forme de volute centrées sur le petit axe du rectangle. Le lobe sud-ouest de la partie principale est le plus brillant avec un globule très compact à sa partie nord-ouest. Un chenal d'environ 25" de large, légèrement plus sombre sépare les deux lobes (sud-ouest et nord-est). Un bras faible part du côté est du lobe sud-ouest vers l'est puis vers le nord avec un globule de 23" de diamètre contre le canal sombre. L'autre faible extension part du côté ouest du lobe nord-est vers l'ouest et le sud, avec un globule de 23" de diamètre qui se détache de la partie principale de la nébuleuse. 



Images en H-alpha

Images en OIII





Seuil maximal bas permettant de mieux visualiser le centre de la nébuleuse





Seuils de visualisation permettant de repérer les extensions des arches principales, la plus évidente se trouvant à gauche sur les images.

L'image en OIII présente la même forme qu'en H-alpha. Ce point est confirmé par l'étude "Deep morphologies of types I planetary nebulae". (Réf. 1)
La nébuleuse M76 a reçu deux nombres NGC parce que Herschel pensait qu'il s'agissait d'une double nébuleuse non résolue.
NGC 650-1 est un exemple où la structure bipolaire fut découverte après une pose longue CCD. Cette nébuleuse pourrait être classée comme elliptique avec une pose trop courte pour détecter les lobes bipolaires.

Comparaison des distributions spatiales OIII et H-alpha de NGC 650-1 

 

Coupes en H-alpha (rouge) et en OIII (vert)





Coupe A-A' à des échelles différentes
Les courbes en H-alpha et en OIII ont la même allure. La coupe de droite met en évidence les anneaux extérieurs





Coupe B-B' à des échelles différentes

Là encore, les courbes ont même allure, à l'exception d'une asymétrie de luminosité entre les deux arcs en H-alpha.

A l'échelle ci-contre, on met en évidence un second arc attenant au lobe sud-ouest.









Coupes C-C' à des échelles différentes
La coupe longitudinale de la partie rectangulaire de la nébuleuse met en évidence l'asymétrie de luminosité entre le nord et le sud, ainsi que l'aspect de bi-pôle lumineux. Cet aspect est visualisé sur les images avec un seuil maximal faible. Aucun arc externe n'est observé sur cet axe principal.





NGC 246

Image en trichromie réalisée à partir de la combinaison des images en H-alpha (rouge) et en OIII (vert et bleu)




Analyse globale de NGC 246

NGC 246
Constellation : Cet
Type (classification de Vorontsov-Velyaminov) : IIIb
Type (classification IAC) : Ronde
Type (classification de Balick) : Ronde





Image H-Alpha

Image OIII

NGC 246 est légèrement ovale suivant l'axe nord-ouest – sud-est; ses bords sont très nets. La nébuleuse est clairement annulaire entre 90° (E) et 165° (SSE). Un croissant petit et faible semble manquer entre 90° et 165°. Un globule sombre se trouve contre l'étoile centrale, au nord-est.
Dans un article paru en 1998 (Réf. 6), les auteurs concluent à une structure similaire en H-alpha (image a) et en OIII (image b) à partir des images suivantes :



Image a



Image b


Isophotes de NGC 246 





Courbes en H-alpha

Courbes en OIII

Isophotes (Pas = 80 – Seuil haut = 500 – Seuil Bas =0)

Les courbes de niveau de luminosité sont remarquables de ressemblance, y compris dans leur complexité.



NGC 246

 

Acquisition :


Poses de 4mn avec filtre H-alpha
Prétraitement :
Compositage de 5 images prétraitées
Traitement :
Aucun
Conditions de prise de vue :
Télescope de 620 mm avec réducteur de focale : F/D = 1860 mm
CCD ST8E
Seeing : FWHM = 2,3 +/- 0,08




NGC 246

Acquisition :
Poses de 4mn avec filtre OIII
Prétraitement :
Compositage de 5 images prétraitées
Traitement :
Aucun
Conditions de prise de vue :
Télescope de 620 mm avec réducteur de focale : F/D = 1860 mm
CCD ST8E
Seeing : FWHM = 2,25 +/- 0,04








Image en 414 x 315

Dumbbell
M27 - NGC 6853

Image en bichromie réalisée à partir de la combinaison des images en H-alpha (rouge) et en OIII (vert)





ANALYSE GLOBALE

Nébuleuse Dumbbell - M27 - NGC 6853
Constellation : Vul
Type (classification de Vorontsov-Velyaminov) : III + II
Type (classification IAC) : Elliptique
Type (classification de Balick) : Elliptique tardive

COUPES

ISOPHOTES

MICROSTRUCTURES

Analyse globale de NGC 6853





Image en H-alpha

Image en OIII

 Détails structuraux observables dans Dumbbell (d'après les auteurs d'une étude sur les halos de M27 (Réf. 10)) :



Le corps principal de la nébuleuse a la forme d'une ellipse de taille angulaire relativement grande, autour d'un grand et d'un petit axe.

Dans leur étude sur les halos de M27 (Réf. 7), voici la description faite par les auteurs des images réalisées en H-alpha, OIII et NII :


En H-alpha : L'image présente une forme elliptique bien définie avec son axe principal orienté nord-ouest – sud-est. Cet axe a une dimension d'environ 1,2' x 0,8'. Superposées à la forme ellipsoïde, on trouve plusieurs structures en forme de rayon, toutes pointant vers l'étoile centrale.
En NII : La structure ellipsoïde apparaît également, uniquement un peu plus épaisse dans la direction nord-ouest – sud-est.
En OIII : En plus de la présence de la seconde enveloppe également obtenue avec les autres filtres, cette image révèle la présence d'une troisième enveloppe externe qui apparaît bien définie et fragmentée.
Quatre structures sont bien marquées en forme de rayons, diamétralement opposées par rapport à l'étoile centrale. La première rayonnant sud-ouest et nord-ouest casse la structure en ellipse de la seconde enveloppe externe, coïncidant avec le début du "jet en absorption" noté par Maury et Acker en 1990. Les autres sont moins proéminentes, l'une situé dans la direction nord-est – sud-est, l'autre sur le côté sud-est – sud-ouest, le quatrième moins apparent dans la direction nord-ouest – sud-est.

Sur nos images :

La structure ellipsoïde est évidente dans les deux filtres. Les quatre structures en forme de rayons partant vers l'étoile centrale sont bien observées sur l'image en H-alpha (zones A à D). Ces structures correspondent à des "trous" sur l'image en OIII, la structure la plus évidente étant celle partant vers l'ouest (zone A).



Image St Véran en H-alpha



Image St Véran en OIII



Les images ont été saturées pour mettre en évidence certaines structures décrites dans le texte et dont les zones sont référencées par des lettres

 

En 1993, une étude sur la morphologie du halo de NGC 6853 (Réf. 8) fait la description suivante de M27 :


Description en H-alpha, NII : La partie interne et brillante de la nébuleuse a la forme caractéristique d'un diabolo. Le long du grand axe de l'ellipse et à la partie ouest, on peut voir un globule brillant. Le globule n'est pas visible en OIII. Aucun globule n'est visible de l'autre côté du grand axe. Des portions du halo semblent se détacher du corps principal de la nébuleuse, de façon plus importante dans les parties sud des bras nord-ouest et sud-est.
Description en OIII : Le halo, comme en H-alpha et NII est inhomogène et asymétrique en brillance; il apparaît que la distribution en oxygène est plus lissée et moins étendue, spécialement le long de son petit axe de symétrie. Les traits et condensations identifiés sur les images en H-alpha et NII sont localisés presque à la même position. Les condensations proéminentes tout le long du bras nord-ouest semblent plus proches du corps principal de la nébuleuse que dans la distribution en H-alpha et NII. La brillance surfacique est relativement égale le long des bras nord-ouest et sud-est, contrairement à l'apparence en H-alpha et NII. La géométrie en forme de tore est plus évidente en OIII et l'apparence tachetée en H-alpha et NII n'est pas présente.

Sur nos images :

La partie interne de la nébuleuse présente une forme de diabolo avec des niveaux différents de détail entre l'image en H-alpha et celle en OIII. Cependant les condensations les plus importantes se trouvent approximativement au même endroit. Le globule décrit ci-dessus est présent à la partie ouest du grand axe de la nébuleuse sur l'image en H-alpha (zone E). Par contre, la différence de condensation sur les "bras" de la nébuleuse n'est pas évidente.



Le grand axe du halo semble coïncider avec le grand axe de la partie interne de la nébuleuse. Même si le halo n'est pas uniformément brillant, il s'étend autour de toute la nébuleuse.
Les images en H-alpha et en OIII montrent des rudiments de nébulosité correspondant au 3ème halo.

Isophotes de NGC 6853

Courbes H-alpha

Courbes OIII





Isophotes (Pas = 1000 – Seuil Haut = 9000 – Seuil Bas = 0)

 Les structures les plus brillantes du centre de la nébuleuse sont positionnées de façon à peu près identique en H-alpha et en OIII. Par contre, on observe un flux plus important sur les bras en OIII que sur ceux en H-alpha.

Comparaison des distributions spatiales OIII et H-alpha de NGC 6853

 

Coupes en H-alpha (rouge) et en OIII (vert)





Coupe A – A'

Coupe B-B'

L'asymétrie de luminosité en H-alpha de la partie centrale de la nébuleuse est visible sur les courbes A et B qui font passer les profils par le quart nord-ouest de la nébuleuse où l'émission en H-alpha semble moindre.





Coupe C-C'
Les grandes fluctuations de luminosité correspondent peut-être à des globules que l'on observe dans la partie centrale de la nébuleuse.

Coupe D-D'
Les coupes A à D en OIII montrent de façon remarquable une défection de flux autour de l'étoile centrale





Coupe E-E'
La granulosité bien visible sur les images en H-alpha se traduit par l'aspect en "dents de scie" de ce profil

Coupe F-F'

 

 







Coupe G-G'

Coupe H-H'

Les coupes G et H mettent en évidence les bras nord-ouest et sud-est du halo externe avec un renforcement de flux sur les bord ce chaque bras (visible surtout sur la coupe G-G')

 

 






Coupe I-I'
Cette coupe longe des portions du halo le plus externe de la nébuleuse.

Coupe J-J'
A gauche de ces coupes, on observe l'aspect en "jet de matière" de la partie ouest





Coupe K-K'
Sur la partie gauche de la coupe, on remarque l'aspect en "jet" dans le filtre H-alpha et en "absorption" dans le filtre OIII

Coupe L-L'
Cette coupe traverse le halo le plus externe de la nébuleuse, visible aussi bien en H-alpha qu'en OIII

 Microstructures observables dans NGC 6853 : les globules 




Cœur de la nébuleuse
A gauche : notre Image en OIII agrandie x 2
A droite : Image VLT

On distingue au cœur de la nébuleuse des globules qui apparaissent comme des zones sombres qui absorbent l'émission OIII.


Les deux globules au-dessus et en dessous de de l'étoile centrale; ces globules sont visibles sur les coupes C et D (chapitre "coupes" de l'analyse de la nébuleuse).






Image en 414 x 315

Nébuleuse Dumbbell
(NGC 6853)


Acquisition :
Poses de 4mn avec filtre H-alpha
Prétraitement :
Compositage de 5 images prétraitées
Traitement :
Sans (à gauche) et avec Logarithme (à droite)
Conditions de prise de vue :
Télescope de 620 mm avec réducteur de focale : F/D = 1860 mm
CCD ST8E
Seeing : FWHM = 2,38 +/- 0,12


Image en 414 x 315





Image en 414 x 315

Nébuleuse Dumbbell
(NGC 6853)


Acquisition :
Poses de 4mn avec filtre OIII
Prétraitement :
Compositage de 5 images prétraitées
Traitement :
Sans (à gauche) et avec Logarithme (à droite)
Conditions de prise de vue :
Télescope de 620 mm avec réducteur de focale : F/D = 1860 mm
CCD ST8E
Seeing : FWHM = 2,5 +/- 0,08


Image en 414 x 315




ANALYSE GLOBALE

Nébuleuse de la Lyre
M57 - NGC 6720
Constellation : Lyr
Type (classification de Vorontsov-Velyaminov) : IV + III
Type (classification IAC) : Elliptique
Type (classification de Balick) : Elliptique intermédiaire et halo rond

COUPES

Analyse globale de NGC 6720





Images en H-alpha

Images en OIII





Images sur lesquelles a été appliqué un seuillage haut de façon à mettre en évidence l'anneau externe.
Note : un défaut de prétraitement (noir inexploitable) est à l'origine de l'aspect strié des images

M57 est caractérisée par une forme elliptique en anneau qui lui a donné son nom.
L'épaisseur de l'anneau varie; il est plus fin dans le petit axe où la brillance surfacique est plus importante.
De petites condensations et fins filaments peuvent être détectées dans l'anneau, plus spécialement au bout du grand axe.
La nébuleuse annulaire de la Lyre a des dimensions plus grandes que l'aspect optique du cœur brillant et elliptique. Les observations monochromes confirment la présence d'un halo extérieur.
NGC 6720 est entourée par 2 halos :
-         un halo interne avec une forme en pétale
-         un halo externe parfaitement circulaire
Sur les images en H-alpha, on commence à deviner le halo en forme de pétale malgré la qualité déplorable du prétraitement.

Proposition de modèle de la nébuleuse


Etude sur la composition chimique et la structure dynamique de M57 (Réf. 12)

Comparaison des distributions spatiales OIII et H-alpha de NGC 6720







Coupe A-A'

Coupe B-B'



Sur les coupes A et B, l'anneau en H-alpha déborde à l'extérieur de celui en OIII.
La courbe C coupe un des pétales du halo interne.

Coupe C-C'

 



Nebuleuse de la Lyre
(NGC 6720 – M57)


Acquisition :
Poses de 4mn avec filtre H-alpha
Prétraitement :
Compositage de 5 images
Traitement :
Aucun
Conditions de prise de vue :
Télescope de 620 mm avec réducteur de focale : F/D = 1860 mm
CCD ST8E







Nébuleuse de la Lyre
(NGC 6720 – M57)


Acquisition :
Poses de 4mn avec filtre OIII
Prétraitement :
Compositage de 5 images
Traitement :
Aucun
Conditions de prise de vue :
Télescope de 620 mm avec réducteur de focale : F/D = 1860 mm
CCD ST8E



Morphologie des nébuleuses planétaires - références 

Dans le texte 

(1) C.R. O'Dell – Imaging and spectroscopy of the Helix nebula : the ring is actually a disk – Astronomical Journal 116, 1346-1356 (1998)


(2) J.R. Walsh et al – The high radial velocity of an outer filament of the Helix nebula – Mon. Not. R. Astr. Soc. 224, 885-893 (1987)
(3) R.B.C. Henry – Morphology and composition of the Helix Nebula – Astrophysical Journal 517, 782-798 (1999)
(4) G. Carranza et al – Sur la structure morphologique et cinématique de la nébuleuse Hélix
(5) J. Meaburn et al – Expanding shells within the Helix Nebula – Astrophysics and Space Science 82, 423-439 (1982)
(6) C.T. Hua et al. - Detection of new emission structures around planetary nebulae – Astronomy & Astrophysics Suppl Ser 133, 361-380 (1998)
(7) M.A. Moreno-Corral – M 27, a new triple-shell planetary nebula – Rev. Mexicana Astron. Astrof. 24, 151-154 (1992)
(8) J. Papamastorakis et al – Morphological study of the extended halo around the Dumbbell Nebula – Astronomy and Astrophysics 279, 536-540 (1993)
(9) J. Meaburn et al – Optical evidence for dense, neutral globules in the Dumbbell planetary nebula – Mon. Not R. Astron. Soc. 263, 890-894 (1993)
(10) C. Muthu – Spectroscopic investigations of planetary nebulae – Bill. Astr. Soc. India 29, 381-388 (2001)
(11) C.T. Hua et al. – Deep morphologies of types I planetary nebulae – Astronomy & Astrophysics Suppl Ser 125, 355-366 (1997)
(12) M.A. Guerrero et al – Chemical abundances and kinematics of the ring nebula and its halos – Astrophysical Journal 487, 328-345 (1997)

Autres lectures

S.K. Gorny et all – An atlas of images of planetary nebulae – Astronomy & Astrophysics Suppl Ser 136, 145-171 (1999)


A.K. Speck et al – Large scale extended emission around the Helix Nebula : dust, molecules, atoms and ions – Astronomical Journal 123, 346-361 (2002)
R.B.C. Henry et al – Morphology and composition of the Helix Nebula – Astrophysical Journal 517, 782-798 (1999)


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