Une nébuleuse est un nuage interstellaire de poussière, d'hydrogène, d'hélium et d'autres gaz ionisés dans une galaxie.
L'astronome persan, Abd al-Rahman al-Sufi, a mentionné pour la première fois une véritable nébuleuse dans son livre, le Livre des étoiles fixes (964). Il a dit qu'il y avait un "petit nuage" près de la galaxie d'Andromède.
Une nébuleuse est généralement composée d'hydrogène et de plasma. Elle peut être la première étape du cycle d'une étoile, mais elle peut aussi être l'une des dernières étapes.
De nombreuses nébuleuses ou étoiles se forment à partir de l'effondrement gravitationnel du gaz dans le milieu interstellaire ou ISM. À mesure que la matière se contracte, des étoiles massives peuvent se former au centre, et leur rayonnement ultraviolet ionise le gaz environnant, le rendant visible aux longueurs d'onde optiques.
La taille de ces nébuleuses, connues sous le nom de régions H II, varie en fonction de la taille du nuage de gaz d'origine. Ce sont des sites où la formation d'étoiles se produit. Les étoiles formées sont parfois connues sous le nom d'amas jeune et lâche.
Certaines nébuleuses sont le résultat d'explosions de supernovae, la mort d'étoiles massives et de courte durée de vie. Les matériaux projetés par l'explosion de la supernova sont ionisés par l'énergie et l'objet compact qu'elle peut produire. L'un des meilleurs exemples de ce phénomène est la nébuleuse du Crabe, dans le Taureau. L'événement de la supernova a été enregistré en l'an 1054 et est étiqueté SN 1054. L'objet compact qui a été créé après l'explosion se trouve au centre de la nébuleuse du Crabe et est une étoile à neutrons.
D'autres nébuleuses peuvent se former en tant que nébuleuses planétaires. C'est la dernière étape de la vie d'une étoile de faible masse, comme le Soleil de la Terre. Les étoiles d'une masse allant jusqu'à 8-10 masses solaires évoluent en géantes rouges et perdent lentement leurs couches extérieures lors des pulsations dans leur atmosphère. Lorsqu'une étoile a perdu suffisamment de matière, sa température augmente et le rayonnement ultraviolet qu'elle émet peut ioniser la nébuleuse environnante qu'elle a rejetée. La nébuleuse est composée à 97% d'hydrogène et à 3% d'hélium avec des matériaux à l'état de traces.
Dans le passé, les galaxies et les amas d'étoiles étaient également appelés "nébuleuses", mais plus maintenant. Les nébuleuses peuvent être classées en fonction de leur apparence et de la raison pour laquelle nous pouvons les voir.
De grandes régions d'hydrogène gazeux ionisé sont produites par des régions de formation d'étoiles. Les nébuleuses sont souvent des régions de formation d'étoiles, comme dans le complexe d'Orion. Dans ces régions, la gravitation attire le gaz et la poussière. La matière s'agglomère pour former des masses plus importantes, qui attirent d'autres matières. Cette matière finit par devenir suffisamment massive pour former des étoiles. La matière restante peut former des planètes et d'autres objets du système planétaire.
Les nébuleuses d'émission font leur propre lumière. Elles sont souvent appelées régions H II, car c'est l'hydrogène ionisé qui les fait briller. Habituellement, les gaz d'une nébuleuse d'émission sont ionisés. Ils émettent donc de la lumière et des radiations infrarouges.
Les nébuleuses à réflexion réfléchissent la lumière des étoiles proches.
Les nébuleuses sombres n'émettent pas de lumière et ne réfléchissent pas la lumière. Elles bloquent la lumière des étoiles qui sont lointaines.
Les nébuleuses planétaires sont assez courantes, car elles sont produites par des étoiles géantes rouges à la fin de leur vie. Ces étoiles deviennent généralement des naines blanches, laissant derrière elles une boule de gaz ionisé en expansion, que nous voyons comme une nébuleuse brillante à peu près circulaire.
Une supernova se produit lorsqu'une étoile de grande masse atteint la fin de sa vie. Lorsque la fusion nucléaire au cœur de l'étoile s'arrête, l'étoile s'effondre et explose. L'enveloppe de gaz en expansion forme un reste de supernova. La nébuleuse du Crabe est un reste de supernova qui a probablement explosé en 1054 après J.-C. La lumière et les rayons X émis par les restes de supernova proviennent de gaz ionisé. Il existe une énorme quantité d'émissions radio appelées émissions synchrotron. Cette émission provient d'électrons à grande vitesse oscillant dans des champs magnétiques.