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NGC 2261 - Une Herbig particulière...
Dès 1990, un collègue et ami, Gilbert St-Onge, observait scientifiquement cette étoile, R MON. Elle fascinait le célèbre Edwin Hubble qui en a même fait le premier objet observé par le télescope Polomar, baptisé Hale, en janvier 1949, lors de sa « première lumière ». D'autres images datant de 1908 ont été ajoutées à la collection, afin de rechercher d'éventuelles évolutions de l’objet au fil du temps. Gilbert a donc continué le projet en observant les changements dans la nébulosité. En 2020, il a sollicité l'aide d'un astrophotographe pour encourager les observations, formé un groupe de suivis annuels de l'étoile R MON ainsi que de sa nébuleuse NGC 2261 afin de détecter d'éventuels changements.
NGC 2261 (également connue sous le nom de nébuleuse variable de Hubble ou Caldwell 46) est une nébuleuse variable située dans la constellation de la Licorne. Elle est illuminée par l'étoile R Monocerotis (R Mon), qui n'est pas visible directement.
L’étoile, un objet de type Herbig Ae/Be:C'est une étoile massive en pleine adolescence qui n'a pas encore atteint la "Séquence principale". Sa source d'énergie provient encore largement de sa contraction gravitationnelle (mécanisme de Kelvin-Helmholtz) plutôt que de la fusion nucléaire stable, une caractéristique propre aux jeunes objets stellaires (YSO - Young Stellar Object) encore en formation. Elle est entourée d'un disque protoplanétaire dense qui est le véritable moteur de la variabilité de NGC 2261.
Selon L. M. Close et al. (1997), R Mon est une étoile double dont les deux composantes sont séparées par une distance de 0,69 seconde d'arc, à un angle de position d'environ 29° ± 1° (nord-ouest) de R Mon. Cette compagne aurait une masse d'environ 1,5 masse solaire et serait très jeune (moins de (<3 × 105 ans), de type T Tauri classique (elle est très rouge). |
Figure 1 : Image Credit & Copyright: Tommy Lease (Denver Astronomical Society) |
Figure 2 Figure 3
De notre point de vue :
Selon notre angle de vision, nous ne voyons que le cône du jet supérieur. Mais en réalité, une étoile T Tauri émet deux jets de matière, en plus de former un disque d’accrétion et une nébuleuse qui l’enveloppe.
Figure 4 : A&A 554, A66 (2013) - LBT/LUCIFER near-infrared spectroscopy of PV Cephei Figure 5
D’autres observations depuis 1993:
Figure 6
Et beaucoup d’observations plus récentes…
Depuis des années, plusieurs astrophotographes amateurs ont rejoint le groupe de recherche et fournissent des images remarquables de R MON afin d'assurer un bon suivi de l'étoile et de sa nébuleuse.
Figure 7 - Courtoisie Gilbert St-Onge
Évolution de la nébuleuse
La nébuleuse s'étend sur environ 1 à 2 années-lumière. R Monocerotis elle-même est difficile à observer directement en raison de la poussière environnante qui évolue selon la jeune étoile délinquante, bien qu’elle soit bien visible dans l’infra-rouge. Visuellement, les changements rapides de NGC 2261 ne sont pas dus à un mouvement de matière, mais à un jeu d'ombres chinoises. Des grumeaux de poussière orbitant près de R Monocerotis occultent sa lumière, projetant des ombres géantes sur les parois de la nébuleuse. Comme un phare balayant la brume, un petit mouvement près de l'étoile se traduit par une transformation spectaculaire à grande échelle en seulement quelques semaines. Par exemple, depuis 2015, on a noté la disparition d’une structure en forme de jet (Lightfoot (1989)).
Figure 8-9 -10 - Courtoisie Gilbert St-Onge
Figure 11- Courtoisie Gilbert St-Onge - Tiré de la revue du RASC 2025
Implication de l’OMSJ (Observatoire du Mont St-Joseph)
C’est en 2020 que je me suis joint au groupe, mon but étant d’en faire des observations, non seulement en astrophotographie, car oui, l’étoile et sa nébuleuse sont très belles, mais aussi et surtout en photométrie et en spectroscopie pour mieux la comprendre… Je suis curieux!...
Mes premières images furent analysées dans DS9, afin d’établir des références dans la nébulosité :
Premiers essais photométriques :
Du point de vue photométrique, la variabilité est normale pour une étoile HerBig.
En 2020, l'étoile avait une magnitude de 10,92. Les années suivantes, sa magnitude a légèrement augmenté, mais lors de la dernière observation en novembre 2024, elle était revenue à son niveau de 2020.
Figure 13 - Photométrie NGC2261 202-2024 - OMSJ Figure 14 – Source AAVSO
Table de photométrie 2020-2024 – OMSJ
Puis la spectroscopie basse résolution.
Les références (Spectral Atlas for Amateur Astronomers, Richard Walker, Table 17 – P57)
Compilation 2020-2024
Figure 16
Compilation 2020-2024 – Composition des raies
Figure 17
Compilation 2020-2024 – Analyse des principaux changements depuis 4 ans
Compilation 2020-2024 – Confrontation des résultats spectro/photométrie
Nous constatons que l'émission de la raie du calcium à 5570,58 Å (Ca II) augmente, de même que celle de toutes les raies de Balmer, à l’inverse des valeurs photométriques. Quand l’intensité de l’étoile est élevée, celle du calcium et de certaines raies de Balmer sont basses.
Selon Kazaryan et Khachikyan (1972), l'émission de l'hydrogène et du calcium est plus intense lorsque la luminosité de l'étoile s’approche de son minimum. Puis, au voisinage de la luminosité maximale, les raies d'émission s'affaiblissent. Les raies d'absorption de l'hydrogène deviennent alors dominantes dans le spectre; elles sont plus importantes et plus profondes.
Greenstein J. L. et É. E. Khachikyan (1974) ont également observé le phénomène inverse : de fortes raies d'émission, notamment celle de CaII, lorsque l'étoile était proche de son intensité maximale. Inversement, lorsque l'étoile était proche d'un minimum, les raies d'émission de CaII disparaissaient et celles des autres éléments s'affaiblissaient.
Ce phénomène est-il commun aux YSO ou à certaines familles de jeunes étoiles ? Des recherches et des suivis supplémentaires sont nécessaires pour trouver un point commun ainsi qu’une certaine logique... Mais, déjà, on sait que ces contradictions spectrales (l'inversion d'intensité des raies de calcium et de Balmer) illustrent la complexité des processus d'accrétion. L'augmentation des raies d'émission lors des minima de luminosité suggère que le matériau du disque occulte le corps principal de l'étoile, mais laisse apparaître la "chromosphère" ou les chocs gazeux des jets. Ce phénomène est typique des objets YSO où l'interaction entre le champ magnétique de l'étoile et le disque interne crée des épisodes de sursauts d'énergie erratiques, qui peuvent aussi simplement se traduire par plus de matière dans la nébuleuse.
Greenstein & Khachikyan (1975) ont documenté ces changements spectraux, et des études plus récentes (comme celles de l'équipe de Mora et al. 2001) confirment que les vents stellaires et l'accrétion varient de manière erratique chez ces jeunes étoiles. R Mon n'est pas juste une "étoile", c'est un système complexe où un disque de poussière (le disque circumstellaire) joue le rôle principal en sculptant la lumière que nous voyons.
Mise à jour 2025 :
Prochaines étapes pour 2026
Actuellement, un groupe d’étudiants en astrophysique de l'Université Laval se sont penchés sur ce cas et en ont même fait un de leurs défis d'études. Des astrophysiciens parrainent également le projet.
Les résultats des observations menées à l'Observatoire du Mont-Mégantic sont également attendus en 2026. Les observations se poursuivent…
Figure 21 – Courtoisie OMM Figure 22 – Courtoisie OMM
L’aventure continue…
JBD-2026
Bibliographie et Références Scientifiques
Sur la nature de l'objet (Herbig Ae/Be) :
- Hillenbrand, L. A., et al. (1992). "The nature of the early-type stars associated with reflection nebulae". Astrophysical Journal.
Sur la variabilité et les "ombres chinoises" :
- Close, L. M., et al. (1997). "Adaptive Optics Infrared Imaging of R Monocerotis and NGC 2261". Astrophysical Journal.
- Lightfoot, K. (1989). "Structure and variability in the Hubble's Variable Nebula (NGC 2261)". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Sur l'analyse spectrale et les raies d'émission (Le débat Kazaryan/Greenstein) :
- Greenstein, J. L., & Khachikyan, E. E. (1975). "The spectrum of R Monocerotis". Astrophysics.
- Kazaryan, M. A., & Khachikyan, E. E. (1972). "Spectrophotometric study of the nucleus of the nebula NGC 2261". Astrophysics.
Sur l'évolution récente et le suivi observationnel :
Dans le JRASC (Journal de la "Royal Astronomical Society of Canada"
*G St-Onge et al. / Observation of some intense knots of Herbig-Haro 39, which is associated with the star R Monocerotis and the variable nebula NGC 2261
Octobre 2025 / p 180 à 183 et ensuite p 190 à 194
https://rasc.ca/sites/default/files/publications/JRASC-2025-10-lr.pdf
*G St-Onge et al. / In Hubble Nebula (NGC 2261) a jet-like structure to the south has disappeared from images since a decade
Avril 2025 / p 64 à 71 et ensuite p 78 à 80
https://rasc.ca/sites/default/files/publications/JRASC-2025-04-lr.pdf
*G St-Onge et al. / In Hubble Nebula (NGC 2261) a jet-like structure to the south has disappeared from images since 2015
Octobre 2023 / P 181 à p 188
https://rasc.ca/sites/default/files/publications/JRASC-2023-10-lr.pdf
*G St-Onge et al. / In Hubble Nebula (NGC 2261) a jet-like structure to the south has disappeared from images since 2015
Août 2022 / p128 à 134
https://rasc.ca/sites/default/files/publications/JRASC-2022-08-lr.pdf
Dans la revue the Skyward de la RASC de Montréal "Royal Astronomical Society of Canada"
https://rascmontreal.org/members-area-library/skyward-issues/
*G St-Onge et al / Dans la nébuleuse variable de (Hubble) NGC 2261, Une structure en jet est disparue sur nos images depuis quelques années
Skyward de juillet - août 2021 / p 21 à p 26
https://rascmontreal.org/SkywardAccess/Skyward_2021/Skyward_Jul-Aug_2021.pdf
* G St-Onge et al / In Hubble‘s Variable nebula, NGC 2261
Skyward de Mar – avril 2022 / p39 à 45
https://rascmontreal.org/SkywardAccess/Skyward_2022/Skyward_Mar-Apr_2022.pdf
* G ST-Onge et L Morin / Nous effectuons un suivit de NGC 2261 avec des CCD depuis 1990, un résumé des plus vieilles observations est disponible sur le site du CDADFS
*G ST-Onge et al / 2020 (mise à jour)
http://astrosurf.com/cdadfs/CDADFS2/recherches/N2261_2020_V243.pdf
*G St-Onge et al / 2020
La nébuleuse variable de (Hubble) NGC 2261 La nébuleuse en jet au sud est disparue sur nos images de 2020!
https://faaq.org/bibliotheque/projetsrecherche/N2261_2020_V33b.pdf
* G St-Onge et L Morin / 1990-1999
L'observation de NGC 2261
http://www.astrosurf.com/stog/Travaux-Recherches-%c9tudes/xngc2261/x2261_b.htm