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En hommage à Orion

La Ceinture d'Orion (IV)

Orion se caractérise également par les trois étoiles formant la "Ceinture d'Orion". Situées sur l'équateur céleste, ces trois étoiles sont visibles en tout point de la Terre. D'ouest en est (dans l'hémisphère Nord) nous découvrons ζ, ε et δ, baptisées respectivement Alnitak, Alnilam et Mintaka, trois jeunes étoiles également distantes qui scintillent d'un bel éclat bleuté.

Des références à la Ceinture sont citées dans la Bible. Le livre de Job rapporte que Dieu, montrant combien il était puissant, prétendit avoir demandé à Job s'il était capable de "déserrer la ceinture d'Orion" : "Noues-tu les liens des Pléiades, Ou détaches-tu les cordages de l'Orion?" (Job 38:31) .

En haut à gauche, une image réalisée par Mike Treacy sur film MJP-2. A droite, une image prise par Sven Kohle et Till Credner avec un objectif de 180 mm f/3.5 sur film Scotch. En-dessous à gauche, une image prise par Lorenzo Lovato avec un téléobjectif de 300 mm f/4. Pose de 45 min sur film Kodak Multispeed. A droite, une image prise par M.Niko sur film Kodak PJ400.

Mintaka, δ Orionis, 34 Orionis, 5h32m0s, -0°18'

Il s'agit de l'étoile située au sommet de la Ceinture d'Orion. C'est aussi la seule étoile brillante de la constellation d'Orion qui se situe à hauteur de l'équateur céleste. Delta Orionis est un sujet intéressant. Il s'agit d'une étoile double de couleur blanche et bleue de spectre O9.5 et de magnitude 2.0 autour de laquelle orbite un pâle compagnon de magnitude 6.9 à 52.6" de distance dans une P.A.de 359°.

Alnilam, ε Orionis, 46 Orionis, 5h35m0s, -1°13'

Située au milieu de la Ceinture, entre δ et ζ Orionis, Epsilon est une étoile blanche de magnitude 1.75 et de classe spectrale B0. Elle est entourée d'une légère nébulosité visible uniquement sur les photographies.

A gauche, une magnifique image prise par la chambre Schmidt de 1.20 m du mont Palomar (Telescope Samuel Oschin). Il s'agit d'un compositage de 48 images individuelles, 24 sur plaques rouges et 24 sur plaques bleues réalisées entre 1987 et 1991 dans le cadre du projet POSS II. L'image originale représente 15919x12650 pixels (200 MB) pour une résolution d'environ 1"/pixel. L'image couvre 4.4x3.5°. Voici une image reprenant la position des principaux objets. De gauche à droite, on reconnaît la nébuleuse NGC 2024 (flamme), B33 la Tête de cheval, les étoiles Alnitak, Alnilam et Mintaka ainsi que deux petites nébulosités, IC 423 et IC 426. Document Davide De Martin/Sky Factory. Au centre, une image prise au foyer d'un télescope Schmidt. A droite, le Baudrier photographié par Yuuji Kitahara au foyer d'un télescope newtonien Mikage de 400 mm f/6. Pose de 30 min sur film Fujicolor Super G400.

Alnitak, ζ Ori, 50 Orionis, 5h40m48m, -1°57'

Zeta Orionis est l'étoile bleue de magnitude 1.9 située la plus à gauche de la Ceinture d'Orion. C'est une étoile de spectre O9.5 Ib agencée en système triple. L'étoile primaire est bleutée tandis que son compagnon de magnitude 4.0 est de couleur rouge terne et distant de 2.3" dans une P.A.de 165º. C'est une étoile double serrée qui nécessite un instrument d'au moins 75 mm d'ouverture et un fort grossissement pour être résolue. Le troisième compagnon distant de 57.6" est une étoile de magnitude 9.9 et se situe dans une P.A. de 10°. Alnitak doit sa réputation à la présence 15' à l'est de la célèbre nébuleuse d'émission NGC 2024.

Décrivons les quelques nébuleuses présentent dans cette région : au sud NGC 2024, IC 434, B33, NGC 2023 et IC 435, au nord IC 432 et IC 431. Nous détaillerons un peu plus loin IC 423, IC 424 et IC 426.

NGC 2024, nébuleuse d'émission, 5h40m42s, +2°27'

Située 15' à l'est de Zeta Orionis, par un ciel bien sombre la nébuleuse "Flamme", alias NGC 2024 est visible dans une paire de jumelles 10x50. Il s'agit d'une nébuleuse d'émission rougeâtre, asymétrique du côté de l'étoile Zeta Orionis et mesurant environ 30' de diamètre.

A gauche, une image de Zeta Orionis et de la nébuleuse "Flamme", alias NGC 2024 réalisée par Philip Perkins avec un télescope Meade LX200 de 10" f/7.5 équipé d'un Giant Easy Guider Lumicon, d'une sonde de guidage ST-4 et d'un boitier Nikon F2 muni d'un film Kodak PJM-2 hypersensibilisé. Pose 2x 50 min + 1x 55min. Image traitée sous Photoshop. A droite, une image réalisée par Yuuji Kitahara au foyer d'un télescope Newtonien Mikage de 400 mm f/6. Pose de 90 min sur film Fujicolor Super G400

La bande sombre qui divise la nébuleuse du nord au sud est difficile à observer en raison de l'éblouissement que provoque l'étoile Zeta Orionis toute proche, mais en plaçant l'étoile hors du champ dans un oculaire modérément puissant (70x), l'échancrure se discerne. La bande sombre apparaît dans un télescope de 150 mm d'ouverture équipé d'un oculaire muni d'un filtre O-III qui permet de découvrir son extension totale vers l'est et vers le nord.

Les nébulosités qui entourent Alnitak se prolongent au sud pour former un voile qui s'étend sur plus de 1° où se trouve la célèbre mais difficilement distinguable silhouette de la nébuleuse de la Tête de Cheval, Barnard 33 qui se profile devant la nébuleuse IC 434.

A gauche, une image de NGC 2024 réalisée par Jason Ware au foyer d'un télescope Meade LX 200 16" f/10 sur film Fuji HG400. A droite, une image LRGB réalisée par Gary Stevens avec une lunette Takahashi FSQ de 105 mm f/5 équipée d'une caméra SBIG ST-8e munie d'une roue à filtres CFW8. Images R exposée 12x 5min, images G et B exposées 4x 5 min, l'ensemble complété par une image rouge pour la luminance

IC 434, nébuleuse d'émission, 5h41m0s, -2°24'

Sur une étroite bande qui s'étend sur 1° au sud de Zeta Orionis se trouve le voile lumineux de la nébuleuse d'émission IC 434 à travers laquelle brille une poignée d'étoiles faibles. Elle doit sa réputation à la présence de la célèbre nébuleuse obscure de la Tête de Cheval, B33.

Tant IC 434 que B33 sont difficiles à observer. Toutes deux sont des surfaces de faible contraste qui tireront le meilleur profit d'un ciel transparent sans Lune et des télescopes de grands diamètre à faible grossissement équipés de filtres O-III ou UHC. Dans un télescope d'au moins 400 mm d'ouverture IC 434 se présente comme une bande ou une barrière faiblement lumineuse et allongée dans le sens N-S. Au nord le voile s'étend vers le NE et se noie dans la lumière bleue vive de l'étoile Zeta Orionis. La partie est du voile est bien délimitée par des nuages de matière sombre. Au-delà, dans une région contenant peu d'étoiles se trouvent les nébuleuses NGC 2023 et plus loin encore IC 435. Toute la partie ouest de IC 434 sur environ 20' est vaporeuse et diffuse. La nébuleuse s'étend vers le sud où elle se retrécit et devient plus sombre.

La nébuleuse de la "Tête de Cheval" B33 se profilant devant le voile lumineux de la nébuleuse IC 434. A gauche, une image LRGB réalisée par Robert Gendler. Au centre, une image LRGB réalisée par Gary Stevens avec une lunette Takahashi identique équipée d'une caméra SBIG ST-8e munie d'une roue à filtres CFW8. Images R exposée 12x 5min, images G et B exposées 4x 5 min, l'ensemble complété par une image rouge pour la luminance. A droite, une image réalisée par Philip Perkins avec une lunette Astro-Physics de 155 mm f/7 EDF et correcteur de champ fixée sur une monture AP 900 GTO. Guidage par sonde ST-4 fixée sur une lunette guide AP de 80 mm f/11. Boîtier Pentax 67 et film Kodak Pro Gold400 hypersensibilisé format 120 (6x7"). Pose de 4x 70 min.

B33, la Tête de Cheval, nébuleuse obscure, 5h40m54s, -2°28'

Au milieu du voile lumineux de la nébuleuse d'émission IC 434, 30' au sud de Zeta Orionis se trouve la silhouette sombre de la nébuleuse de la "Tête de Cheval", Barnard 33. Si c'est l'astronome américain Edward E. Barnard qui les répertoria à la fin du XIXe siècle, il pensait que ces régions obscures  étaient vides, exemptes de matière. En réalité nous savons aujourd'hui que ces zones sombres sont au contraire remplies de matière opaque au rayonnement.

A gauche, une image RGB de la région de la "Tête de Cheval" B33 photographiée par Randy Brewer avec une lunette Takahashi FCT de 150 mm f/5 fixée sur une monture JPL160. Boîtier photo 6x7. Au centre, une image réalisée par Bob Towsend du club AA6G avec une lunette Astro-Physics de 130 mm f/8 EDT. Composite RGB sur film TP2415 hypersensibilisé. Noter la réponse différente des 2 films au spectre bleu de l'étoile Zeta Orionis et au rayonnement rouge d'IC 434. A droite, une étonnante image réalisée avec le télescope de 0.9 m du Kitt Peak équipé d'une caméra CCD mosaïque. Il s'agit d'un compositage RGB en fausses couleurs combinant des images en hydrogène-alpha (rouge), oxygène [OIII] (verte) et souffre [SII] (bleue).

Seuls des instruments d'au moins 300 mm d'ouverture permettent de discerner la célèbre silhouette lorsque le ciel est transparent et sans Lune. La Tête de Cheval ressemble à une petite excroissance arrondie de 6' x 4' orientée vers l'ouest, entourée au nord et au sud par un léger voile brillant et quelques étoiles pâles. Le contraste sur le fond du ciel sera plus accentué si vous utilisez un filtre O-III, H-beta ou UHC qui permet d'isoler le rayonnement monochromatique de l'hydrogène ou de l'oxygène présent dans le nuage sombre (consulter le rapport anglais écrit à ce sujet).

Le nec plus ultra. Voici quatre images d'une rare qualité de la Tête de Cheval, B33. A gauche, une image composite réalisée par le VLT de 8.2 mètres de l'ESO équipé du système FORS2, une caméra CCD MIT offrant une résolution de 2kx4k avec des pixels de 15 microns, optimisée en lumière rouge et utilisée en mode haute résolution (0.125"). A gauche du centre, une image réalisée avec un télescope Ritchey-Chrétien RCOS de 400 mm f/8 sur monture Takahashi FSQ équipé d'une caméra CCD SBIG STL-11000M. Document Star Shadows Remote Observatory. A droite du centre, une image prise en 2001 à la demande unanime des internautes pour célébrer le 11eme anniversaire du Télescope Spatial Hubble. Il s'agit d'un composite d'images prises en lumière blanche au sol et par le HST. A droite, une image infrarouge prise par le Télescope Spatial Hubble en 2013 pour célébrer le 23eme anniversaire de l'observatoire orbital. Notez la netteté de l'image IR comparée à celle prise en lumière blanche.

Comme la plupart des nébuleuses obscures, la Tête de Cheval est constituée d'un nuage d'hydrogène moléculaire relativement dense ne laissant filtrer qu'environ 10-18 % de la lumière incidente. Il présente une opacité de 4/6. La nébuleuse n'est donc pas obscure mais paraît noire par contraste avec les étoiles et la clarté de l'arrière-plan.

Ce n'est pas la nébuleuse obscure la plus sombre du ciel. En fait l'intensité lumineuse décroît exponentiellement avec la distance traversée. Le coefficient d'absorption pour une distance donnée dépend de la longueur d'onde, de la densité du milieu et secondairement de sa température, du type de gaz, etc. Dans une nébuleuse obscure la température du gaz est inférieure à -250° C. Ce nuage rayonne donc très peu d'énergie mais elle est détectable par l'émission radioélectrique des molécules de CO.

La Tête de Cheval contient moins de 1000 particules/cm3. C'est son épaisseur de l'ordre de plusieurs dizaines d'années-lumière qui explique son obscurcissement.

Ci-dessus, la Tête de Cheval B33 photographiée par Rolf Olsen au foyer d'un télescope newtonien de 317 mm f/4 équipé d'une caméra CCD QSI683WSG-8 refroidie. Il s'agit d'un agrandissement de l'image plus générale présentée un peu plus bas. Ci-dessous, une image prise dans l'infrarouge par le télescope CFHT d'Hawaii.

Ce sujet difficile à observer révélera tous ses détails uniquement par voie photographique, en particulier par empilement ou compositage LRGB au moyen d'une caméra CCD (consulter le rapport anglais sur le compositage LRGB). C'est un sujet à réserver aux astrophotographes avertis.

La constellation d'Orion contient 2 autres nébuleuses obscures, B35 et LDN 1622 que nous détaillerons un peu plus tard.

NGC 2023, nébuleuse de réflexion, 5h41m36s, -2°16'

Entre Zeta Orionis et le voile brillant d'IC 434 mais décalée de 20' vers l'est se trouve la nébuleuse de réflexion NGC 2023. C'est une nébuleuse brillante et diffuse entourant une étoile de 8eme magnitude située juste au SO du centre de la nébuleuse. Elle mesure environ 10' de diamètre et s'étend vers le NE vers une étoile de 12e magnitude. Un télescope de 300 mm d'ouverture permet de distinguer des traces sombres qui s'étendent vers l'ouest et le NE. 40' au SE se trouve la nébuleuse de réflexion IC 435.

A gauche, une image de IC 434, B33 et NGC 2023 réalisée par Rolf Olsen au foyer d'un télescope newtonien de 317 mm f/4 équipé d'une caméra CCD QSI683WSG-8 refroidie à -25°C/-32°C. Au centre et à droite, un gros-plan sur NGC 2023 en infrarouge (bandes J,H et K) réalisé par Robert Gendler à partir des images prises par le Télescope Spatial Hubble et le télescope Vista.

IC 435, nébuleuse de réflexion, 5h43m0s, -2°19'

En formant un arc de cercle assez serré de 50' de longueur orienté vers le SE à partir de Zeta Orionis en passant par NGC 2023 on aboutit à la petite nébuleuse de réflexion IC 435. La région contient peu d'étoiles.

Il faut un télescope de 300 mm d'ouverture pour découvrir un petit disque bleu peu lumineux de 4' x 3' entourant une étoile de magnitude 8.3.

Agrandissement de l'image réalisée par Philip Perkins. IC 435 est la petite nébuleuse bleutée située à l'extrême droite. NGC 2023 est à sa gauche ainsi que la fameuse nébuleuse de la Tête de Cheval.

Sigma Orionis, 48 Orionis, 5h38m42s, -2°36'

Cette étoile forme la base du L de la Ceinture d'Orion et mérite le détour à plus d'un titre. Il s'agit d'un système multiple constitué d'une étoile blanche et de trois compagnons bleutés, une étoile quadruple ! Le couple AB est déjà visible dans une paire de jumelles. Il est constitué de deux étoiles de magnitude 3.8 et 6.5 séparées de 42.6" dans une P.A. de 61°. Un petit télescope permet de résoudre la troisième composante AC de magnitude 10.3 séparée de 11.4" du couple AB dans une P.A. de 238°. La quatrième composante AD de magnitude 7.5 est séparée de 12.0" du couple AB dans une P.A. de 84°. Les étoiles de magnitude 6.5 et 7.5 ne sont des couples visuels sans lien physique.

Lorsque le champ visuel n'est pas trop étroit, on peut également découvrir l'étoile triple S761. Ce système est constitué d'étoiles de 8eme et 9eme magnitude.

Eta Orionis, 28 Orionis, 5h24m30s, -2°24'

Située un peu à l'ouest de la Ceinture d'Orion cette étoile ferme en quelque sorte la base du triangle équilatéral formé par les étoiles de la Ceinture - η Orionis. Il s'agit d'une étoile blanche de classe spectrale B1 IV de magnitude 3.6. Elle constitue un système triple dont la composante AB est de magnitude 5.0. Située dans une P.A. de 80°, elle est distance de 1.5", à la limite de résolution des instruments de 110 mm d'ouverture. La composante AC de magnitude 9.4 est distance de 115.1" dans une P.A. de 51°.

Prochain chapitre

Le Baudrier d'Orion

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