Les nouvelles images de Webb montrent une partie du ciel dans la constellation d'Orion (Le Chasseur), du côté ouest du nuage moléculaire Orion B. La nébuleuse de la Tête de Cheval, également connue sous le nom de Barnard 33, s'élève à partir de vagues turbulentes de poussière et de gaz, qui se trouve à environ 1 300 années-lumière.
La nébuleuse s'est formée à partir d'un nuage de matière interstellaire qui s'effondre et brille parce qu'elle est éclairée par une étoile chaude proche. Les nuages de gaz entourant Horsehead se sont déjà dissipés, mais le pilier en saillie est constitué d'épais amas de matériaux plus difficiles à éroder. Les astronomes estiment qu’il reste environ 5 millions d’années à Horsehead avant de se désintégrer à son tour. La nouvelle vue de Webb se concentre sur le bord illuminé du sommet de la structure distinctive de poussière et de gaz de la nébuleuse.
La nébuleuse de la Tête de Cheval est une région de photodissociation bien connue, ou PDR. Dans une telle région, la lumière ultraviolette provenant de jeunes étoiles massives crée une zone de gaz et de poussière essentiellement neutre et chaude entre le gaz entièrement ionisé entourant les étoiles massives et les nuages dans lesquels elles naissent. Ce rayonnement ultraviolet influence fortement la chimie des gaz de ces régions et constitue la source de chaleur la plus importante.
Crédits : ESA/Webb, NASA, CSA, K. Misselt (Université d'Arizona) et A. Abergel (IAS/Université Paris-Saclay, CNRS). Musique : Stellardrone – Le ciel nocturne en mouvement
Ces régions se trouvent où le gaz interstellaire est suffisamment dense pour rester neutre, mais pas assez dense pour empêcher la pénétration de la lumière ultraviolette lointaine des étoiles massives . La lumière émise par ces PDR constitue un outil unique pour étudier les processus physiques et chimiques qui déterminent l’évolution de la matière interstellaire dans notre galaxie et dans tout l’univers, depuis les débuts de la formation vigoureuse d’étoiles jusqu’à nos jours.
En raison de sa proximité et de sa géométrie presque périphérique, la nébuleuse de la Tête de Cheval est une cible idéale pour les astronomes souhaitant étudier les structures physiques des PDR et l'évolution des caractéristiques chimiques du gaz et de la poussière dans leurs environnements respectifs, ainsi que les régions de transition entre eux. Il est considéré comme l’un des meilleurs objets du ciel pour étudier l’interaction du rayonnement avec la matière interstellaire.
Grâce aux instruments MIRI et NIRCam de Webb, une équipe internationale d'astronomes a révélé pour la première fois les structures à petite échelle du bord illuminé de Horsehead. Ils ont également détecté un réseau de structures striées s'étendant perpendiculairement au front PDR et contenant des particules de poussière et des gaz ionisés entraînés dans le flux photo-évaporatif de la nébuleuse. Les observations ont également permis aux astronomes d’étudier les effets de l’atténuation et de l’émission de poussière, et de mieux comprendre la forme multidimensionnelle de la nébuleuse.
Ensuite, les astronomes ont l'intention d'étudier les données spectroscopiques obtenues sur la nébuleuse pour mettre en évidence l'évolution des propriétés physiques et chimiques du matériau observé à travers la nébuleuse.
Ces observations ont été prises dans le programme Webb GTO #1192 (PI : K. Misselt) et les résultats ont été acceptés pour publication dans Astronomy & Astrophysics.
Plus d'informations : A. Abergel et al, Observations JWST de la région I dominée par les photons de Horsehead. Premiers résultats de l'imagerie multibande dans le proche et moyen infrarouge, Astronomy & Astrophysics (2024). DOI : 10.1051/0004-6361/202449198
A. Abergel et al, observations JWST de la région I dominée par les photons de Horsehead. Premiers résultats de l'imagerie multibande dans le proche et le moyen infrarouge, arXiv (2024). DOI : 10.48550/arxiv.2404.15816, arxiv.org/abs/2404.15816