How big is Nébuleuse de l'Œil de chat?

La nébuleuse de l'Œil de chat est une nébuleuse planétaire, un nuage de gaz lumineux rejeté par une étoile mourante, à environ 4 300 années-lumière de la Terre, dans la constellation du Dragon. Une année-lumière est la distance que parcourt la lumière en un an, soit environ 9,46 billions de kilomètres. En incluant le halo de gaz faible qui l'entoure, la nébuleuse mesure environ 6,9 années-lumière de diamètre, soit environ 65 billions de kilomètres. La nébuleuse interne brillante que l'on voit sur la plupart des images fait moins d'une année-lumière de diamètre.

Taille

Une nébuleuse n'a pas de bord net, et l'Œil de chat comporte plusieurs couches. Son noyau brillant s'étend jusqu'à environ 20 secondes d'arc de l'étoile centrale, une seconde d'arc valant 1/3 600 de degré. Autour du noyau, les images de Hubble montrent au moins onze anneaux faibles, et des images profondes prises par un télescope au sol suggèrent qu'ils s'étendent jusqu'à environ 50 secondes d'arc. Au-delà se trouve un halo de gaz ténu, bien plus grand et plus faible, d'un rayon d'environ 165 secondes d'arc.

Ce sont des angles observés dans le ciel, si bien que les tailles réelles dépendent de la distance. Le satellite Gaia a mesuré la position de l'étoile centrale avec assez de précision pour la situer à environ 1 300 parsecs, un parsec valant environ 3,26 années-lumière. À cette distance, le halo mesure environ 6,9 années-lumière de diamètre, le système d'anneaux environ 2 années-lumière et le noyau brillant environ 0,8 année-lumière.

Des estimations plus anciennes plaçaient la nébuleuse plus près. Une étude de 1999, qui mesurait la vitesse de croissance du noyau sur des images de Hubble, a trouvé une distance d'environ 1 000 parsecs, à 270 parsecs près. À cette distance, le halo mesurerait environ 5,2 années-lumière de diamètre.

Comparaisons de taille

Le halo est environ 1,3 fois plus large que l'anneau externe faible de la nébuleuse de l'Hélice, une autre nébuleuse planétaire et l'objet immédiatement plus petit dans l'explorateur.
Il représente environ 1,6 fois la distance du Soleil à Proxima Centauri, soit environ 4,2 années-lumière.
Le halo est environ huit fois plus large que le noyau brillant.
Si le Soleil était réduit à la taille d'un ballon de basket, le halo mesurerait environ 11 000 kilomètres de diamètre, presque aussi large que la Terre.

Des anneaux issus d'une étoile mourante

Une nébuleuse planétaire se forme lorsqu'une étoile comme le Soleil approche de la fin de sa vie et pousse ses couches externes de gaz dans l'espace. Chaque anneau autour de l'Œil de chat est le bord d'une bulle de gaz sphérique, vue en projection dans le ciel. Ce motif suggère que l'étoile a éjecté de la matière par impulsions, environ tous les 1 500 ans. Chaque impulsion a formé une coquille contenant à peu près autant de masse que toutes les planètes du Système solaire réunies.

Il y a environ 1 000 ans, ce motif a changé, et le noyau brillant a commencé à se former à l'intérieur des coquilles. Il n'a cessé de croître depuis, comme le montrent des images de Hubble prises entre 1994 et 2002. Le halo est encore plus ancien. Son gaz est plus chaud que celui du noyau, environ 14 400 degrés Celsius contre environ 7 600, et il contient plus de masse que le noyau.

Découverte

William Herschel, l'astronome qui a aussi découvert la planète Uranus, a trouvé l'Œil de chat en février 1786. Elle fut l'une des premières nébuleuses planétaires jamais découvertes. L'astronome amateur anglais William Huggins fut le premier à étudier son spectre, les couleurs qui composent sa lumière. Ses travaux ont montré que les nébuleuses planétaires sont faites de gaz.

Les images de Hubble montrent des coquilles de gaz, des jets de gaz à grande vitesse et des nœuds façonnés par des ondes de choc. En 2004, l'ESA et la NASA ont décrit l'Œil de chat comme l'une des nébuleuses planétaires les plus complexes jamais observées.