LE SPECTRE DES NEBULEUSES PLANETAIRES

Un spectrographe sans fente est par essence un spectro-imageur, c'est-à-dire un instrument capable d'acquérir le spectre de plusieurs objets simultanément. Lorsqu'un objet présente une structure, c'est le cas avec une nébuleuse planétaires, il permet d'analyser sa morphologie en fonction de la longueur d'onde.

L'image ci-après montre le champ de la nébuleuse planétaire NGC 2392 (la nébuleuse du Clown) réalisée avec un réseau Jeulin à 100 traits/mm placé à 21 mm en avant de la surface sensible du CCD KAF-0400 équipant la caméra Audine. Le télescope est une flat-field caméra de 190 mm à F/D=4. L’image finale représente un compositage de 10 poses de 2 minutes chacune.

Le champ de la nébuleuse planétaire NGC 2392. L’ordre zéro de celle-ci se trouve juste à droite du centre de l’image (on devine le halot nébulaire).  Remarquez qu’à chaque étoile est associé un spectre. Celui de la nébuleuse est complexe : on voit à la fois le spectre de l’étoile centrale qui est de magnitude 9 environ et plusieurs images monochromatique de la nébuleuse qui s’y superposent. Le réseau Jeulin de 100 traits/mm concentre environ 50% du signal dans l’ordre 0, 40% dans l’ordre 1 et 10% dans l’ordre –1 et les ordres supérieurs.

La figure suivante présente le profil spectral de NGC 2392 extrait de l'image précédente. Comme tous les spectres de nébuleuse planétaire celui comporte des raies en émissions. Les raies [0III] à 5007 A et Ha à 6563 A sont particulièrement intenses. Le spectre montre en fait des images monochromatiques de la nébuleuse (le spectre de l’étoile centrale est aussi visible). Le creux dans les raies s’explique bien si on se rappelle que la nébuleuse à une forme d’anneau et que le profil spectral passe approximativement par le centre de celui-ci.

Le profil spectral de la nébuleuse NGC 2392.
 
Le spectre de la nébuleuse M57 au voisinage de la raie Ha réalisé avec un spectrographe auant une résolution de 1000 environ. L'échantillonnage est de 2.62 A par pixel. Compositage de 11 images posées 40 secondes. Ce document montre que la raie Ha n'est pas la seule source de lumière dans cette région du spectre nébulaire. Celle-ci est entouré par les raies [NII], qui peuvent êtres plus intenses encore (voir aussi A. Klotz, 1989).
 
Le spectre de la nébuleuse planétaire M57 réalisé avec un spectrographe à prisme. Cette fois, le triplet de raies autour de Hane peut être résolu. Le chromatisme des objectifs photographiques utilisés dans le spectrographe est très sévère. Il se traduit par un fort élargissement (correspondant à une défocalisation) dans la partie infrarouge du spectre. L'image de comparaison, à gauche, a été réalisé en lumière polychromatique (extrait du BT-Atlas).
 
Le spectre de la nébuleuse NGC6826 réalisé dans les mêmes conditions que pour l'image précédente. Le spectre de l'étoile centrale est ici bien visible.
Le spectre de la nébuleuse NGC 6210 réalisé lors des cinquièmes Rencontres de Carcassonne sur les techniques de détection optique en astronomie. Observation en pleine ville avec un réseau Jeulin de 100 traits/mm et un télescope Meade de 200 mm. Outre [OIII] à 5007 A et Ha à 6563 A, on peut appercevoir dans ce spectre la raie HeI  à 5876 A, la raie Hg à 4340 A (+ [OIII] à 4363 A et HeI à 4471 A ?) et peut être He à 3970 A.
La nébuleuse NGC 6210 observée avec le télescop de 190 mm et un réseau Rainbow Optics de 200 traits/mm le 24/05/1999. On a cherché à favorisé la luminosité au détriment de la la résolution spectrale. Ainsi, le réseau est placé très près du CCD : 13,4 mm en avant de celui-ci. Ceci a été possible avec une Audine en plaçant le réseau à l'intérieur même du boîtier de la caméra. Le dispersion est de 32 A/mm environ.
Profil spectral de NGC 6210 réalisé avec le réseau Rainbow Optics.
Détail sur les faibles raies en émission de NGC 6210. L'usage du CCD KAF-0401E, par sa grande sensibilité dans le bleu, à rendu possible la détection de la raie [OII] à 3738 A.