1054... EN REMONTANT LE TEMPS

Cette page concerne l'année 1054 du calendrier julien. Ceci est une évocation ponctuelle de l'année considérée il ne peut s'agir que d'un survol !

UNE NÉBULEUSE VUE EN 1054 ET ÉTUDIÉE DEPUIS PEU.(XIXe XXe)

Il y a 5 000 ans, les Perses ont désigné 4 étoiles royales, gardiennes du ciel : Aldebaran, Regulus, Antarès et Fomalhaut.

CONSTELLATION DU  TAUREAU

Aldebaran (alpha tauri) est l'étoile la plus brillante de la constellation du taureau. Pour la situer, on repère la ceinture d'Orion (les 3 rois), dans l'alignement de ces 3 étoiles on trouve en descendant, Sirius du grand chien, l'étoile la plus brillante du ciel, et symétriquement en remontant cette ligne, Aldebaran la 13e étoile la plus brillante du ciel. C'est une géante orangée qui a quitté la séquence principale après avoir utilisé son hydrogène, elle brûle maintenant de l'hélium. Son diamètre est 44,2 fois celui du Soleil. Elle a une compagne, naine rouge de type M2 difficile à voir car de faible magnitude. Aldebaran (le disciple ou la servante en arabe) est une étoile pulsante, faiblement variable. En 1997 on a détecté un objet, soit une grosse planète, soit une naine brune, d'une taille environ 11 fois la masse de Jupiter orbitant à 1,35 UA d'Aldebaran.
De l'antiquité, nous viennent à peine quelques centaines de noms pour les étoiles les plus brillantes. Ptolémée dans l'Almageste en nomme 1022. C'est au Moyen Age que les Arabes ont désigné de plus en plus d'étoiles dont les noms ont été conservés. Ainsi El nath signifie « les cornes ».

En 1054, les Chinois ont observé une supernova près de l'étoile ζ Tauri. l’explosion d’une supernova, et l’ont mentionnée dans leurs chroniques. Les restes de cette supernova sont actuellement visibles : ils constituent la belle nébuleuse du Crabe. Il s’agit dune nébuleuse de forme globale circulaire, mais montrant de nombreux filaments qui lui donnent un aspect évoquant, de loin, un crabe. On dispose de photos de cette nébuleuse depuis le début du XXe siècle, et les variations d’aspect montrent qu’elle est en expansion. De plus, on peut mesurer la vitesse de l’expansion, et on trouve que l’explosion a dû se produire il y a un millier d’années. Au centre de la nébuleuse on a pu trouver une petite étoile de magnitude 15. L’événement est noté dans les recueils Chinois et la poterie Amérindienne.
Pendant plusieurs mois, elle reste suffisamment lumineuse pour être visible en plein jour.
Les vestiges de cette explosion sont encore visibles aujourd'hui : c'est la nébuleuse du Crabe. Redécouverte en 1731 par l'amateur Anglais John Bevis.

La Nébuleuse du Crabe est le plus connu et le plus remarquable vestige de supernova, nuage de gaz en expansion créé par l'explosion d'une étoile, phénomène observé en l'an 1054 de notre ère.
Cette supernova, enregistrée au 4 Juillet 1054 par les astronomes Chinois en tant qu'étoile nouvelle ou « invitée », est environ 4 fois plus brillante que Vénus, avec une magnitude estimée de -6. Selon des écrits elle est restée visible 23 jours pendant la journée et 653 jours à l'œil nu de nuit.... Il est probable qu'elle a été également remarquée par les artistes Indiens Anasazi (aujourd'hui Arizona et Nouveau-Mexique), comme l'indiquent les découvertes de Navaho Canyon et de White Mesa, en Arizona, ainsi que celles du Parc National de Chaco Canyon, au Nouveau Mexique, (des informations sur les recherches peuvent être obtenues sur le site Internet de « l'art Anasazi à Chaco Canyon". De plus, Ralph R. Robbins de l'Université du Texas, a trouvé une possible description de cet événement dans l'art des Indiens Mimbres Nouveau Mexique).
La Supernova de 1054 est également cataloguée comme étoile variable CM Tauri. C'est l'une des quelques supernovæ historiquement observées dans notre Voie Lactée.

NÉBULEUSE DU CRABE

Ce vestige nébuleux est découvert en 1731 par John Bevis, qui l'ajoute à son atlas d'étoiles, « Uranographia Britannica ». Charles Messier, indépendamment, trouve cet objet le 28 Août 1758, et le prend d'abord pour une comète alors qu'il est à la recherche de la comète de Halley dont c'est le premier retour prévu.
Évidemment il s'aperçoit vite qu'il n'a pas de mouvement propre décelable et l'entre dans son catalogue le 12 Septembre 1758. C'est la découverte de cet objet qui pousse Messier à commencer son catalogue, et c'est lui, également, qui du fait de la trop grande ressemblance avec une comète dans sa petite lunette (1758 De la Nux, C/1758 K1), qui lui donne l'idée d'effectuer les recherches avec un télescope. Messier a reconnu la priorité de la découverte par Bevis lorsqu'il l'apprend par une lettre de 10 Juin 1771.
Bien que le catalogue de Messier soit réalisé pour éviter des confusions entre ces objets et les comètes, M1 est de nouveau prise pour la comète de Halley à l'occasion de son second passage prévu en 1835.
Cette nébuleuse baptisée le Crabe d'après un dessin réalisé par lord Rosse vers 1844. Parmi les premiers observateurs, Messier, Bode et William Hershel remarquent très justement que cette nébuleuse n'est pas résolue en étoiles, mais William Hershel pense qu'il s'agit d'un système stellaire qui doit pouvoir se résoudre à l'aide de télescopes plus puissants... John Herschel et Lord Rosse, par erreur, la considèrent « à peine résoluble » en étoiles. Ces derniers et d'autres, dont Lassell dans les années 1850, considèrent improprement les structures filamenteuses comme une indication de résolution.
Les observations spectroscopiques initiales, par exemple celles de Winlock, ont révélé la nature gazeuse de cet objet à la fin du XIXe siècle. Les premières photos de M1 ont été obtenues en 1892 à l'aide d'un télescope de 20 pouces (51 cm). Les premières analyses approfondies de son spectre ont été réalisées en 1913-15 par Vesto M Slipher 1915 1916 : il découvre que les raies spectrales d'émission sont divisées en deux. Par la suite il est reconnu que la véritable raison en est l'effet Doppler, puisque certaines parties de la nébuleuse se rapprochent de nous (et donc leurs raies sont décalées vers le bleu), tandis que d'autres s'en éloignent (avec décalage vers le rouge). En 1919, Roscoe Frank Sanford (Sanford 1919) montre que le spectre est composé de deux éléments principaux : premièrement une composante rouge formant un réseau chaotique de filaments brillants, avec un spectre d'émission (incluant l'hydrogène) similaire à celui des nébuleuses diffuses gazeuses (ou planétaires), et deuxièmement un fond intense, diffus et bleuté, au spectre continu. Herber D. Curtis dans sa description de l'objet à partir de clichés de l'Observatoire de Lick, le classe à première vue en tant que nébuleuse planétaire (Curtis 1918), ce qui n'est contredit qu'en 1933 ; cette classification erronée peut encore être rencontrée dans certains manuels récents.
En 1921, C.O. Lampland de l'Observatoire Lowell, alors qu'il compare de très bons clichés de la nébuleuse obtenus avec leur télescope de 42 pouces (107cm), remarque des déplacements et des changements importants, notamment en brillance, de certains éléments de la nébuleuse, comprenant des modifications considérables de certaines taches proches du couple d'étoiles central. Lampland 1921. La même année, J.C. Duncan de l'Observatoire du Mont. Wilson compare des plaques photographiques, prises 11 et demi ans plus tôt, et met en évidence le fait que la Nébuleuse du Crabe est en expansion de 0,2" par an en moyenne, un tracé rétrograde de ce mouvement a montré que l'expansion devait avoir commencé il y a 900 ans environ (Duncan 1921). Enfin, la même année, Knut Lundmark remarque la proximité de la nébuleuse avec la supernova de 1054.
En 1942, à partir des recherches effectuées avec le télescope de 100 pouces (254 cm) au Mont. Wilson, Walter Baade peut obtenir le chiffre plus précis de 750 ans pour l'expansion, ce qui donne une date de début aux environs de 1180 (Baade 1942), des recherches ultérieures améliorent cette valeur autour de 1140. La date réelle d'apparition de la supernova en 1054 montre que l'expansion a dû être accélérée.
La nébuleuse, constituée de la matière éjectée au moment de l'explosion, occupe aujourd'hui un volume d'un diamètre approximatif de 10 années-lumière et est toujours en expansion à la vitesse considérable de 1 800 km/sec. La notion de filaments gazeux et de « continuum de fond » a été photographiquement confirmée par Walter Baade et Rudolph Minkowski en 1930 : les filaments sont apparemment les restes des anciennes couches extérieures de l'étoile précurseur (la « pré-supernova » ou « progénitrice »), tandis que la nébuleuse bleutée intérieure émet une lumière continue, dite radiation synchrotron hautement polarisée, elle-même produite par des électrons de haute énergie (électrons rapides) dans un champ magnétique puissant. Cette hypothèse est proposée en premier par l'astronome Russe J. Shklovsky (1953) en accord avec les observations de Jan H. Oort et T. Walraven (1956).

NÉBULEUSE DU CRABE

Le rayonnement synchrotron existe aussi dans d'autres phénomènes « explosif » dans le cosmos, par exemple dans le noyau actif de la galaxie irrégulière M82 ainsi que dans le jet particulier de matière de la galaxie elliptique géante M87. Ces propriétés remarquables de la Nébuleuse du Crabe sont aussi évidentes dans les images prises au Mont Palomar puis traitées par David Malin de l'observatoire Anglo-Australien, ainsi que des images de Paul Scowen également obtenues au Mont Palomar.
En 1949 la Nébuleuse du Crabe est identifiée en tant que puissante source de rayonnement radio, (Bolton et. al. 1949), nommée et enregistrée comme Taurus A (Bolton 1948), puis plus tard comme 3C 144. Le rayonnement X de cet objet est détecté en Avril 1963 à partir d'une fusée à haute altitude de type Aerobee, avec un détecteur de rayons X développé par le Naval Research Laboratory, et cette source est désignée Taurus X-1.
Des mesures effectuées pendant l'occultation lunaire de la Nébuleuse du Crabe le 5 Juin 1964, répétées en 1974 et 1975, ont montré que le rayonnement X provient d'une région s'étendant sur au moins 2 minutes d'arc, et que l'énergie X émise est environ 100 fois supérieure à celle émise en lumière visible. Néanmoins, même cette dernière est énorme : à la distance de 6 300 années-lumière (considérée comme bien déterminée par Virginia Trimble 1973, répond à une magnitude absolue d'environ -3,2, soit plus de 1 000 fois la luminosité du Soleil. Sa magnitude totale, incluant tout le spectre, a été estimée à 100 000 fois celle du Soleil, ou encore à 5x10^38 erg/s !
Le 9 Novembre 1968, une radio source pulsante, le Pulsar du Crabe ( aussi répertorié NPO532, « NP » pour NRAO Pulsar, ou PSR 0531+21) a été découverte dans M1 par des astronomes de l'Observatoire d'Arecibo à Puerto-Rico à l'aide du radio-télescope de 300 mètres. Ce pulsar est le premier à être retrouvé dans la partie optique du spectre, lorsque W.J. Cocke, M.J. Disney et D.J. Taylor de l'Observatoire Steward à Tucson en Arizona remarquent que sa période d'émission est bien de 33,085 millisecondes comme le radio-pulsar observé au télescope de 90 cm (36 pouces) à Kitt Peak, cette découverte s'est produite le 15 Janvier 1969 à 21h30m en temps local (soit le 16 Janvier 1969 à 03h30m UT, selon Simon Mitton). On se réfère parfois à ce pulsar optique en l'appelant CM Tauri, comme l'étoile variable de la supernova.
Il est maintenant prouvé que ce pulsar est une étoile à neutrons en rotation rapide : elle tourne sur elle-même 30 fois par seconde ! Cette période est très bien connue parce que l'étoile à neutrons rayonne dans pratiquement toute la gamme du spectre électromagnétique, depuis un « point chaud » de sa surface. L'étoile à neutrons est un objet extrêmement dense, beaucoup plus qu'un noyau atomique, et concentre plus d'une masse solaire dans une sphère de 30 km de diamètre. Sa vitesse de rotation décroît lentement du fait de l'interaction magnétique avec la nébuleuse, ceci est la source majeure d'énergie qui provoque le rayonnement lumineux de la nébuleuse et, comme indiqué ci-dessus, cette énergie est 100 000 fois supérieure à celle du Soleil.
En lumière visible la magnitude apparente du pulsar est de 16. Cela signifie que cette très petite étoile atteint en gros une magnitude absolue de +4,5, soit à peu près celle de notre Soleil dans la partie visible du spectre !
Jeff Hester et Paul Scowen ont utilisé le Télescope Spatial Hubble pour explorer la nébuleuse du Crabe M1 (voir aussi, par exemple, Sky & Telescope de Janvier 1995, p. 40). Leurs recherches approfondies avec le HST ont apporté un nouvel éclairage sur la dynamique et l'évolution de de la nébuleuse du crabe et de son pulsar. Plus récemment, Le cœur même du crabe a été l'objet de recherches par des astronomes du HST.

REPÈRE D'ORION EN HIVER

L'intérêt suscité par cet objet a été tel qu'il a, dit-on, divisé les astronomes en deux groupes à peu près égaux : ceux qui, dans leur travail, sont concernés par la Nébuleuse du Crabe et ceux qui ne le sont pas. C'est ainsi qu'un symposium sur la Nébuleuse du Crabe s'est tenu à Flagstaff, Arizona, en Juin 1969 (voir PASP Vol. 82 de Mai 1970 - Burnham). De son côté, le symposium UAI (Union Astronomique Internationale) No.46 à Jodrell Bank (Grande Bretagne) en Août 1970 uniquement consacré à M1. (Simon Mitton 1978 un très bon livre sur la Nébuleuse du Crabe, ouvrage encore tout à fait intéressant et bien documenté (il a d'ailleurs servi de référence pour certaines informations données ici).

Comment la trouver : A partir de Zêta Tauri, la « Corne Méridionale » du taureau ! La nébuleuse se trouve alors  environ à 1 degré au Nord et 1 degré à l’Ouest de Zêta. Dans des jumelles 7×50 ou 10×50, M1 est juste visible comme une faible tache.
Comme Messier, pointez une lunette entre les cornes du Taureau. Une tache bizarre, faible et floue comme une comète, apparaît ! Mais ce sont bien les restes de l’explosion de l’étoile, M1, tête de liste du fameux catalogue de Messier.

Messier Object 1

messier.obspm.fr/f/m001.html

La Supernova de 1054 fut également cataloguée comme étoile variable CM Tauri. C'est l'une des quelques supernovae historiquement observées dans notre …

SN 1054 - ScienceTerm.net

www.scienceterm.net/english-french/SN_1054

Elle est située dans une direction proche de celle de l'étoile ζ Tauri. Elle héberge en son sein le résidu compact de l'étoile qui a explosé, un pulsar, appelé …

Nouvelles variables - Cours d'Astronomie

astronomia.fr/3eme_partie/variables/varNouv.php

18 déc. 2011 - En 1054, les chinois ont observé l'explosion d'une supernova, et l'ont ... Au centre de la nébuleuse on a pu trouver une petite étoile de magnitude 15. .... du temps" permet d'englober les T Tauri, les FU Orionis, les variables à éclipses, ... de type Z Camelopardalis ;; couples de deux étoiles variables : étoiles ...