NGC 281 · nébuleuse Pacman — comment de jeunes étoiles dévorent leur nuage natal

À première vue, l'histoire est vite racontée : un disque rouge, une encoche sombre en guise de bouche — voici la nébuleuse Pacman. Le surnom n'est arrivé qu'avec le personnage du jeu vidéo des années 1980. Le plus beau, cependant, c'est que cette impression de dévoration correspond étonnamment bien à la physique : à l'intérieur de NGC 281, de jeunes étoiles massives détruisent réellement le nuage dont elles sont nées.

Barnard ne voyait pas encore de Pacman. Edward Emerson Barnard trouva cette nébulosité vaste et très diffuse au début des années 1880 avec une petite lunette et la publia en 1884 ; John Dreyer l'inscrivit sous NGC 281 dans le New General Catalogue en 1888. Sur de telles observations visuelles, le futur personnage de jeu vidéo était à peine discernable. Seule la photographie a fait de la baie sombre devant la nébuleuse en émission ce profil mémorable. Le nom de catalogue Sh2-184 désigne la même région H II, tandis qu'IC 1590 est le jeune amas ouvert en son centre.

La lampe se trouve au milieu du nuage. Les étoiles les plus chaudes d'IC 1590 émettent tant de rayonnement ultraviolet qu'elles ionisent l'hydrogène et font briller la nébuleuse. Leurs vents et leur rayonnement poussent en même temps de l'intérieur contre le gaz environnant. Ainsi naît la coquille brillante ; les parties plus denses du nuage moléculaire résistent plus longtemps et subsistent en nœuds, pointes et piliers sombres. La bouche apparente n'est donc pas vide. Elle est pour bonne part faite de poussière d'avant-plan qui avale la lumière située derrière.

Les îles noires sont de possibles pouponnières stellaires. Juste au centre brillant, des globules de Bok compacts se découpent en silhouettes devant le gaz ionisé. Certains de ces nœuds de poussière froide peuvent s'effondrer sous leur propre gravité et former de nouvelles étoiles. D'autres sont érodés par les étoiles O voisines plus vite qu'ils ne peuvent s'effondrer. L'image retient donc côte à côte deux processus opposés : des étoiles naissent du nuage — et les mêmes étoiles le dissolvent ensuite.

NGC 281W est plus qu'un nom de fichier. Le « W » désigne le nuage moléculaire occidental du complexe, où des masers à eau ont été observés comme repères de distance très précis. Leur parallaxe trigonométrique donne 2,82 ± 0,24 kiloparsec, soit environ 9 200 années-lumière. À cette distance, NGC 281 se trouve à quelque 300 parsecs, presque 1 000 années-lumière, en dehors du disque galactique mince. Le complexe pourrait être le fragment d'une superbulle bien plus ancienne, en expansion. La chaîne causale possible s'étend donc sur plusieurs générations : des supernovae antérieures ont comprimé le grand nuage, les étoiles massives d'IC 1590 en sont nées, et leur rayonnement déclenche aujourd'hui, sur les bords du nuage, la génération suivante.

Ce que montre cette image. Le rouge est Hα, le bleu-vert O III — les deux fenêtres du filtre duo-bande, qui écarte le fond de ciel éclairci. Avec un quart d'heure de pose seulement, l'image est un portrait net du centre brillant, non un relevé profond de tout le nuage moléculaire — dans les régions externes ténues, elle reste donc granuleuse.