Les nébuleuses sont de vastes nuages de gaz et de poussières. Elles se trouvent dans les galaxies, entre les étoiles : on parle de nébuleuses interstellaires. Il en existe 2 grandes familles : les nébuleuses planétaires et les nébuleuses diffuses.

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Lorsqu'une étoile arrive à la fin de sa vie, elle a créée, par le processus de la fusion, les éléments chimiques de l'hydrogène au fer. Quand elle explose, les éléments plus lourds sont synthétisés (grâce à l'énergie de l'explosion). Les matériaux sont alors éjectés autours de l'étoile mourante.

Il se forme donc un nuage de gaz et de poussières : la nébuleuse planétaire. L'énergie de l'explosion et la température élevée de l'étoile permettent l'ionisation des gaz qui deviennent alors un plasma, ce qui émet de la lumière. On trouve dans les nébuleuses planétaires une grande diversité chimique. Lorsque l'énergie de la nébuleuse diminue, la gravitation reprend ses droits et les poussières s'agglomèrent par accrétion et forment les corps d'un futur système planétaire.
Exemple : NGC 7293 Helix dans le Verseau


Face aux nébuleuses planétaires, on trouve les nébuleuses diffuses, de taille bien plus importante. Elles n'ont pas de frontière bien nette. Il existe 3 types de nébuleuses diffuses : les nébuleuses en émission, en réflexion et en absorption (ou nébuleuses sombres).

Les nébuleuses en émission : Les gaz qui les composes sont excités par les étoiles environnantes. Les électrons de leurs atomes changent alors d'état énergétique puis reviennent dans leur état stable en émettant des photons. Il s'agit du même phénomène qu'à l'intérieur d'un tube néon utilisé pour l'éclairage. Elles apparaissent le plus souvent roses ou rougeâtres.

Les nébuleuses en réflexion : Cette fois, ce sont les particules de poussières qui réfléchissent la lumières des étoiles proches. Elles apparaissent bleue et blanches.
Exemple : NGC 6726 dans la Couronne Australe

Certaines nébuleuses comportent des zones d'émission, et d'autre de réflexion. On peut les identifier rapidement grâce à leurs couleurs. Les nébuleuses en absorption (ou nébuleuses sombres) : Ces nébuleuses sont un peu particulières. Les gaz qui les composent sont opaques. Par conséquent, un certain domaine du spectre électromagnétique (la lumière visible par exemple) ne peut pas les traverser. Imaginons alors qu'un objet très lumineux se trouve derrière l'une de ces nébuleuses "sombres". La forme de la nébuleuse se détache par contraste< sur ce fond lumineux. De tels objets sont particulièrement difficiles à détecter et à observer.

La nébuleuse de la Tête de Cheval n'est pas observable, même avec un télescope très puissant. Il faut emmagasiner sa lumière sur une pellicule photo pendant un long temps de pose.