Chaque nuit claire d'hiver nous offre une superbe toile céleste à contempler : la nébuleuse d'Orion. Mais prend-on vraiment le temps de l'admirer en détail ? Amateurs débutants ou confirmés, la revue Ciel et Espace vous propose de redécouvrir Messier 42
La grande nébuleuse d'Orion, 42e objet du catalogue de Messier, est accessible à tous. On la voit à l'œil nu, même dans un ciel urbain. Ce vaste complexe de formation d'étoiles distant de 1 400 années-lumière mérite qu'on s'y attarde, y compris avec de puissants télescopes.
Les étoiles du Trapèze
Le cœur de la nébuleuse d'Orion est illuminé par un jeune système stellaire multiple, appelé Thêta 1 Orionis. Il est constitué d'astres très chauds, de type O et B, dont l'âge est inférieur à un million d'années. On dénombre au moins quatorze composantes. Il s'agit donc d'un véritable petit amas ouvert. On nomme ce système le Trapèze, en référence aux quatre étoiles les plus brillantes, disposées de la sorte. Le système Thêta 1 est lui-même lié physiquement à un système triple situé juste à l'est de la région de Huygens, Thêta 2.
Observation
Dans une petite lunette de 50 mm, les étoiles du Trapèze constituent un magnifique système quadruple au centre de la nébuleuse d'Orion, dès 50 fois de grossissement. La différence d'éclat entre ces astres est marquée : l'étoile C est la plus brillante (magnitude visuelle 5,1), suivie de A et de D (Mv 6,7 toutes les deux), puis de B (Mv 7,9). Les étoiles A et B sont toutes les deux des binaires à éclipse. L'éclat de A chute d'une magnitude lorsque sa compagne invisible passe devant elle. Pour l'étoile B, la baisse est de 0,6 magnitude.
Les deux composantes suivantes, par ordre de luminosité, sont E et F. Ces étoiles sont de magnitude un peu supérieure à 10. Elles sont situées à seulement 3'' d'arc des étoiles A et C, respectivement. Quand la turbulence est faible, l'étoile E est visible dans une lunette de 100 mm de diamètre, tandis que la composante F peut être devinée à la limite de la détection. Une amplification de 150 à 200 fois est nécessaire. Les six étoiles principales du Trapèze deviennent parfaitement séparées et définies dans un télescope de 200 mm d'ouverture, toujours par faible turbulence, bien entendu.
Le cœur brillant de la nébuleuse
La zone de gaz au cœur de M 42 est la plus lumineuse et contrastée du ciel. Elle a été dénommée région de Huygens par l'astronome William Herschel, en hommage à celui qui, le premier, dessina en détail la nébuleuse. Cette région est fortement irradiée par les étoiles du Trapèze. Malgré tout, des étoiles naissent encore dans ce nuage ionisé. Le télescope spatial Hubble a mis en évidence quelque 180 nuages protoplanétaires, ou proplyds. Le développement de ces systèmes solaires en devenir risque toutefois d'être compromis du fait des radiations et, surtout, de l'explosion des étoiles du Trapèze en supernovas d'ici à quelques millions d'années.
Observation
La région de Huygens est lumineuse et d'éclat homogène dans une lunette de 60 mm. Une large bande de poussière s'enfonce de biais dans sa partie nord. La bordure sud, marquant la transition avec le reste de la nébuleuse, est plus diffuse. Un télescope de 150 mm de diamètre révèle l'aspect moutonneux de cette zone, bien délimitée et de forme trapézoïdale. La marque d'absorption, d'aspect conique, tranche par son noir profond. À grande ouverture, le cœur de M 42 est l'un des plus beaux spectacles du ciel. Des nuages lumineux s'y amoncellent dans une indescriptible complexité. Dans un télescope de 350 mm, une dizaine de minuscules têtes d'épingle brillent en plus des étoiles du Trapèze : certaines sont les proplyds, de jeunes étoiles encore entourées de nuages de gaz et de poussière [voir photo p. 111]. Deux de ces objets se trouvent juste à l'est du Trapèze.
La couleur émeraude
Grâce à sa luminosité et son contraste exceptionnels, Messier 42 est la seule nébuleuse diffuse à dévoiler sa couleur dans les petits télescopes. C'est le vert de l'oxygène ionisé, auquel notre œil est plus sensible la nuit, qui prédomine. On parle de raies interdites, car les conditions d'ionisation de l'oxygène ne se retrouvent pas naturellement sur Terre. La couleur rouge de l'hydrogène ionisé prime sur les photographies des nébuleuses. Mais elle est à peu près invisible à l'œil, qui est quasiment aveugle à cette couleur la nuit. Pourtant, un télescope d'amateur puissant permet de deviner des nuances de roses dans le cœur de M 42… Un cas unique dans le bestiaire des nébuleuses diffuses, et une expérience inoubliable.
Observation
La couleur émeraude de M 42 apparait déjà dans des jumelles lumineuses, de type 15x70 par exemple. Dans une lunette de 60 mm, cette teinte est surtout notable dans la région de Huygens. À une telle ouverture, la quantité de détails augmente quand on accroît l'amplification, mais le gaz devient grisé. Dans un instrument de plus de 100 mm de diamètre, la nébuleuse est intégralement verte aux plus faibles amplifications, même en pleine ville. La couleur de la région centrale demeure, même à fort grossissement, plus glauque, mais tout aussi spectaculaire. Dans un gros télescope de 350 ou 400 mm de diamètre, la région centrale est d'un vert intense. Une teinte rosée est perceptible en bordure de cette zone, à la frontière est. Elle est à rechercher en augmentant un peu le grossissement et n'apparait pas de manière systématique. La pureté du ciel, de même que la physiologie de l'observateur, semble jouer un grand rôle.
Les extensions de gaz
Sur les photographies, la nébuleuse d'Orion déploie ses volutes loin vers le sud. Le gaz et la poussière ont sculpté deux grandes ailes d'oiseau, qui se referment en une vaste boucle de 1° de diamètre. Ces régions de gaz sont observables seulement dans un ciel noir cette fois. Elles s'étendent jusqu'à l'étoile Hatysa, bien visible à l'œil nu (magnitude 2,8). Notons que les frontières du nuage de gaz ne s'arrêtent pas là : la nébuleuse d'Orion est la partie la plus lumineuse d'un gigantesque complexe de gaz et de poussières situé à 1 400 années-lumière de la Terre. Observé en ondes radio, celui-ci s'étend à travers toute la constellation d'Orion !
Observation
La nébuleuse d'Orion est visible à l'œil nu, mais ses limites sont difficiles à appréhender. La vision se précise dans des jumelles 7 × 50. La forme de M 42 est reconnaissable, les deux extensions sont perceptibles. La nébuleuse apparait en miniature, on ne dirait pas que sa surface équivaut à celle de 4 Pleines Lunes. Le champ est magnifique, agrémenté des nombreuses étoiles brillantes de « l'épée » du chasseur, au nord et au sud de la nébuleuse. Dans un instrument de 100 mm d'ouverture, on note une différence entre les deux extensions, l'aile est de l'oiseau étant la plus lumineuse et la mieux définie. Vers le sud, la nébuleuse se perd progressivement dans le fond du ciel. M 43 apparait au nord dans le même champ, comme un petit nuage circulaire centré sur une étoile de magnitude 7,5. L'extension est de M 42 devient spectaculaire dans des télescopes de 200 mm et davantage. Elle ressemble alors à une machette aiguisée. Les contours de l'extension ouest sont plus diffus. En revanche, sa surface présente des irrégularités de luminosité, notamment une zone plus brillante au sud-ouest. Enfin, de petits nuages lumineux sont visibles au large de la frontière nord.
