Nous découvrons la nébuleuse planétaire la plus célèbre, M 57 ou anneau de la Lyre.

   Une nébuleuse planétaire, c'est un disque (enveloppe) ténu, aux formes irrégulières et aux couleurs somptueuses. Elles furent appelé ainsi, car vu dans un petit instrument, aux débuts des observations, elles furent prises pour de pâles planètes. Elles se présentent comme une nébuleuse de petites dimensions angulaires, souvent de forme circulaire  bien symétrique et bien délimité, par opposition aux nébuleuses diffuses qui semblent se diluer dans l'espace et de forme irrégulière. De nombreuses nébuleuses planétaires ont une forme d'anneau, comme l'anneau de la Lyre, ci-dessous. Elles montrent une densité de matière plus forte en périphérie qu'à l'intérieur. Une étoile est toujours au centre.

   En fin de vie, lorsqu'elles ont épuisé leur hydrogène, les étoiles voient leurs couches périphériques se dilater et se refroidir, tandis que le cœur s'effondre et s'échauffe pour atteindre la température de fusion de l'hélium. Certaines étoiles vont jusqu'à éjecter leurs couches périphériques créant un cocon en expansion. Le cœur mis à nu est une étoile de type W ou O qui rayonne beaucoup de lumière ultraviolette et qui excite la nébuleuse. 

  En ultra-violet, l'énergie émise est énorme, alors qu'elle est très faible en lumière visible. Ceci est provoqué par la chaleur importante du cœur, généralement supérieure à 100 000 °K. La nébuleuse rayonne alors un spectre où on trouve les raies Balmer de l'hydrogène (transitions de l'électron du niveau supérieur vers un niveau inférieur) et aussi celles de l'oxygène 2 fois ionisé, de l'azote ionisé, du xénon 2 à 3 fois ionisé, etc... Généralement les nébuleuses planétaires ont une couleur verdâtre due au doublet de l'oxygène 2 fois ionisé à 500,7 et 495,9 nm. La raie la plus intense dans le visible étant la raie Ha à 656,3 nm ou 6563Å (angström) qui se situe à la limite du rouge. Si l'on prend une photo avec un filtre à cette longueur d'onde, on obtient toutes les parties de la nébuleuse ayant de l'hydrogène. Elles apparaîtront rose. Ces régions brillantes sont appelées H II (riche en hydrogène ionisé et leur température va de 5 000 à 10 000 °K pour une densité de 500 à 10000 atomes/cm³ . Le vert sera obtenu pour de l'oxygène ionisé à 5000 Å . Si nous prenons un filtre vert nous obtiendrons en vert les régions O III (oxygène ionisé). Ces régions sont nombreuses dans les nébuleuses planétaires.

The Hubble Heritage Team STScI

  Les images de Hubble révèle actuellement une forme cylindrique. Une telle forme allongée est commune parmi les nébuleuses planétaires. L'épais disque de gaz et de poussières autour de l'étoile, glisse lentement dans cette directement, par suite de l'expansion, laissant le gaz libre de flotter hors de la perpendiculaire du disque. L'anneau nous apparaît à peu près rond car nous sommes presque dans l'axe du cylindre.

  Distante de 2300 al, son diamètre est de 1,3 année-lumière. Sur la photo nous voyons très bien l'étoile au centre, dont la masse est un peu supérieur à notre Soleil. Elle est en fin de vie. Ce corps a perdu suffisamment de masse  pour ne pas être écrasé sous son propre poids (elle a éjecté dans l'espace ses couches supérieures). Elle s'effondre inéluctablement et va se consumer lentement sous forme d'une naine blanche de la taille de la Terre et se refroidir à jamais en ne laissant que des cendres.

   Nous voyons sur les photos et surtout en B, de nombreux petits nuages sombres de poussières qui ont été formés dans le flot de gaz circulant de l'étoile vers l'extérieur de la nébuleuse. Ces globules sont trop petits pour être visibles depuis le sol, mais Hubble en est capable. Ils sont situés dans la partie extérieure, loin de l'étoile. Aucun globule ne semble formé vers la partie centrale. Cela prouve qu'ils ne sont pas distribués de manière uniforme, mais sont localisés seulement sur les parois du cylindre ou du tore. Beaucoup sont allongés vers l'extérieur par les forces des radiations, du gaz issu de l'étoile et du vent stellaire.

   Les couleurs sont réelles et furent reconstituées à partir de 3 images noir et blanc prises dans des longueurs d'onde différentes avec la caméra planétaire à grand champ (WFPC2). Le bleu vient de l'hélium très chaud localisé près de l'étoile. Le vert représente l'oxygène ionisé, un peu plus loin. Le rouge indique les régions contenant de l'azote ionisé qui est rayonné à partir du gaz froid et qui se trouvent éloignées de l'étoile. Le dégradé des couleurs illustre le comportement du gaz baignant dans l'ultra-violet issu de l'étoile centrale, dont la surface est portée à 120 000 °K.

Vue par Subaru

  Subaru, le nouveau télescope géant japonais (8,3 mètres), installé à Hawaï, a permis cette magnifique vue de la nébuleuse planétaire de la Lyre (M57).  L'image en fausse couleur montre les détails du halo gigantesque, dont nous distinguons toute la structure de la diffusion du gaz éjecté, lors de l'explosion de l'étoile centrale, qui est devenue une naine blanche. Sa température de surface est de 120 000°K.