Une des taches les plus faibles du catalogue Messier, et l'une des plus intrigantes. Ce petit nuage de gaz coincé dans Persée est le linceul d'une étoile morte : un anneau vu par la tranche, encadré de deux lobes, chauffé par une naine blanche parmi les plus brûlantes du ciel. Sa silhouette pincée en fait une réplique miniature de la grande Haltère M27 — d'où son nom. Voici pourquoi Messier l'a d'abord prise pour deux nébuleuses, et comment la débusquer vraiment, du 150 mm au 300 mm.
1780
l'année où Pierre Méchain la découvre, dans la constellation de Persée
2500
années-lumière : la distance du gaz éjecté par cette étoile agonisante
88400
kelvins à la surface de la naine blanche centrale, une des étoiles les plus chaudes connues
2
numéros NGC — 650 et 651 : l'objet fut longtemps compté comme deux nébuleuses
150
millimètres d'ouverture, le minimum sérieux pour la sortir du fond de ciel
Ce que c'est
Une étoile qui meurt, vue par la tranche
Sous cette petite tache se joue une agonie stellaire. M76 — cataloguée NGC 650 et NGC 651 — est une nébuleuse planétaire bipolaire : le gaz qu'une étoile de type solaire a expulsé en épuisant son carburant, illuminé par le noyau brûlant qu'elle a laissé nu. Le nom de « planétaire » est un vieux malentendu ; il n'y a aucune planète, seulement l'enveloppe d'un astre qui s'éteint. Sa structure est particulière : un anneau de gaz que nous voyons presque par la tranche forme la barre centrale lumineuse, et de part et d'autre s'ouvrent deux lobes plus diffus, comme deux ailes. À 2 500 années-lumière (environ 780 parsecs), l'ensemble ne mesure qu'à peine 1,2 année-lumière de bout en bout — un objet minuscule, et l'un des plus faibles que Messier ait jamais inscrits à son catalogue, à la magnitude 10,1.
M76 par Hubble — NASA, ESA, STScI, A. Pagan (STScI) (CC BY 4.0)
L'anneau et les lobes : une géométrie en sablier
La forme pincée de M76 n'est pas un hasard de perspective. L'étoile mourante a d'abord soufflé, pendant sa phase de géante rouge, un anneau dense autour de son équateur ; puis, en éjectant ses dernières couches, elle a laissé le gaz s'échapper plus librement par les pôles, gonflant deux lobes perpendiculaires à l'anneau. Nous voyons ce disque presque de profil : d'où la barre centrale brillante des photos, l'anneau vu par la tranche, prolongé des deux bulles polaires. C'est le schéma classique des nébuleuses planétaires bipolaires, dont M76 est un exemple d'école — un sablier de gaz de 2,7′ sur 1,8′ dans le ciel.
Une braise à 88 000 kelvins au centre
Au cœur de la barre veille le cadavre stellaire : une naine blanche, le noyau mis à nu de l'étoile. Sa surface atteint près de 88 400 kelvins — quinze fois la température du Soleil, et l'une des plus élevées répertoriées pour une étoile centrale de planétaire. Ce sont ses ultraviolets féroces qui excitent le gaz alentour et le forcent à rayonner. Mais l'astre lui-même est terriblement ténu : à la magnitude 15,9, cette étoile centrale reste hors de portée de la quasi-totalité des télescopes d'amateur, réservée aux gros diamètres sous un ciel parfait. On observe le linceul, pas la braise.
Pourquoi M76 porte deux numéros NGC
Quand Méchain la signale en 1780, Charles Messier l'examine et croit distinguer deux nébuleuses accolées — d'où, plus tard, les deux entrées du New General Catalogue : NGC 650 pour le lobe nord-ouest, NGC 651 pour le lobe sud-est. L'illusion tient à la barre sombre qui sépare les deux moitiés brillantes. Il faudra attendre 1918 pour que Heber Curtis établisse qu'il s'agit d'une seule nébuleuse planétaire, après que William Huggins en eut relevé le spectre de gaz et qu'Isaac Roberts, dès 1891, l'eut comparée à l'anneau de la Lyre (M57) vu de côté. Une bonne intuition : c'est bien un anneau, mais penché.
Petit Haltère, Bouchon, Papillon, Barbell
Peu d'objets du ciel portent autant de surnoms. Le plus courant, « Petit Haltère » (Little Dumbbell), vient de sa ressemblance frappante avec la grande nébuleuse de l'Haltère, M27, en beaucoup plus petit : deux lobes reliés par une taille étranglée, comme un haltère de fonte. Les Anglo-Saxons l'appellent aussi « Barbell » (barre de musculation) et « Cork », le bouchon de liège, pour sa forme trapue. D'autres y voient un « Papillon », ses deux lobes déployés comme des ailes. Quatre images pour un même petit nuage : c'est le signe d'un objet qui a intrigué des générations d'observateurs.
Le paradoxe
Faible sur le papier, mais assez concentrée pour se laisser voir
M76 (NGC 650/651) — carte d'identité
Repère
Valeur
Type d'objet
nébuleuse planétaire bipolaire (surnom : le Petit Haltère)
Constellation
Persée, près de la frontière avec Andromède et Cassiopée
Magnitude
10,1 (étoile centrale : 15,9 — hors de portée courante)
Distance
≈ 2 500 années-lumière (≈ 780 parsecs)
Taille apparente
2,7′ × 1,8′ (une tache minuscule, très concentrée)
Saison
automne et hiver (idéal : octobre à décembre, haute dans le ciel)
Instrument minimal
150 mm pour la structurer ; 200 mm et un filtre pour les deux lobes
Aucune ligne ne correspond au filtre.
À l'oculaire
Du petit nœud rectangulaire aux deux lobes détachés
Ce que vous verrez dépend d'abord du diamètre. Dès un 100 à 150 mm, M76 apparaît comme une petite tache pâle, un nœud rectangulaire ou en forme de barre, sans détail mais nettement plus dense que le fond de ciel. À 200 à 250 mm, la barre se dédouble : on devine les deux lobes, de brillance presque égale, séparés par un étranglement plus sombre — le lobe sud paraît souvent le plus lumineux. Au-delà, dans un 300 mm et sous un bon ciel, les extensions de gaz (les « ailes ») commencent à baver hors des lobes. Un filtre OIII ou UHC change tout : il éteint le fond de ciel et fait ressortir le gaz, gagnant souvent une magnitude de contraste.
M76 — D. Sawyer & A. McDonald / WIYN / NOIRLab / NSF (CC BY 4.0)
M76 selon votre instrument
Avec quoi
Ce que vous atteignez
À l'œil nu / jumelles
rien : à la magnitude 10,1, l'objet est bien trop faible
Télescope 100–150 mm
une petite tache rectangulaire, un nœud dense, sans structure interne
150 mm + filtre OIII/UHC
la tache gagne en contraste, une forme allongée et bilobée se pressent
Télescope 200–250 mm
les deux lobes se détachent, séparés par la barre sombre ; le lobe sud plus vif
300 mm + OIII, ciel noir
les lobes bien découpés et l'amorce des ailes de gaz qui débordent
Le surnom n'est pas qu'une image : M76 et M27 sont deux exemplaires de la même famille, les nébuleuses planétaires bipolaires, cette taille étranglée entre deux lobes que dessine le gaz échappé par les pôles d'une étoile mourante. Mais tout sépare les deux cibles à l'oculaire. M27, à 1 360 années-lumière, s'étale sur près de 8′ et brille à la magnitude 7,5 : on la voit dès une paire de jumelles. M76, elle, est presque deux fois plus lointaine (2 500 al), trois fois plus petite dans le ciel (2,7′) et près de vingt-cinq fois moins lumineuse (magnitude 10,1). Même objet, ou presque — mais vu de bien plus loin. Réussir M76 après avoir apprivoisé M27, c'est passer de la cible d'initiation à celle qui teste vraiment votre ciel et votre matériel.
Repérer
Dans Persée, un degré au nord de Phi Persei
M76 se niche à la lisière nord-ouest de Persée, tout près des frontières d'Andromède et de Cassiopée. Aucune étoile vive ne la marque directement, mais un jalon commode se trouve à un pas : Phi Persei (φ Per, magnitude 4,0), une étoile visible à l'œil nu sous un ciel correct. La nébuleuse est à un peu plus d'1° au nord-nord-ouest de cette étoile — moins d'un champ de chercheur. Pour la région, repérez d'abord le W de Cassiopée, très reconnaissable : M76 se tient juste au sud de sa branche est. Ses coordonnées : ascension droite 01h 42m, déclinaison +51° 34′ — franchement au nord, donc haute dans le ciel depuis la France, un vrai confort.
Choisissez une nuit d'automne ou d'hiver
Persée culmine haut le soir d'octobre à décembre. À ces dates, M76 passe presque au zénith depuis nos latitudes : elle traverse alors le moins d'air possible, là où la turbulence se calme et où le fin détail des lobes tient. Attendez une nuit sans Lune et loin des lumières.
Accrochez le W de Cassiopée
Ce zigzag de cinq étoiles vives, haut dans le ciel d'automne, est l'un des repères les plus faciles. Descendez de sa branche la plus à l'est vers le corps de Persée, en direction du sud.
Pointez Phi Persei
Repérez Phi Persei (magnitude 4,0), à l'œil nu sous un bon ciel ou au chercheur. C'est votre dernier jalon avant la nébuleuse : elle est à un peu plus d'un degré au nord-nord-ouest de cette étoile.
Balayez au grossissement moyen, filtre en place
Ne cherchez pas un point net : cherchez une petite tache pâle et allongée, plus dense que le fond. Montez d'emblée à 100–150× et glissez un filtre OIII devant l'oculaire — la tache gagne aussitôt en contraste. C'est le signe que vous êtes dessus.
Photo contre visuel
Ce que Hubble montre, et que l'oculaire ne dira jamais
Faites glisser le curseur : à gauche, le portrait de M76 par Hubble ; à droite, la même image annotée, où se lisent l'anneau et les lobes.
M76 par Hubble, brute puis annotée (vue annotée : NASA, ESA, STScI — domaine public)
À l'oculaire, M76 se réduit à une petite tache grise à deux bosses : en vision nocturne, la rétine ne restitue aucune teinte. Un capteur en pose longue, lui, engrange la lumière rose de l'hydrogène et le bleu-vert de l'oxygène ionisé (OIII) qui donnent aux images leurs couleurs — et surtout, il enregistre les filaments et les ailes de gaz trop faibles pour notre œil, ces extensions qui débordent des deux lobes. Le télescope spatial Hubble pousse le détail plus loin encore, résolvant la structure de l'anneau et le fin réseau de gaz. Rien de tout cela n'atteindra jamais le plus gros télescope d'amateur : la photographie et l'observateur disent vrai tous les deux, ils ne recueillent simplement pas la même lumière.
Un peu d'histoire
Deux siècles pour comprendre une seule nébuleuse
1780
Pierre Méchain, collègue et ami de Messier, découvre la nébuleuse dans Persée. Messier l'inscrit aussitôt à son catalogue sous le numéro 76 — mais en l'examinant, il croit y voir deux nébuleuses accolées.
1891
Isaac Roberts, pionnier de l'astrophotographie, publie un cliché de l'objet et suggère qu'il ressemble à l'anneau de la Lyre (M57) vu de côté. L'intuition d'un anneau penché est juste.
1918
Heber Curtis établit qu'il s'agit d'une seule et même nébuleuse planétaire, et non de deux objets distincts. Les deux numéros NGC 650 et 651 restent, témoins de l'ancienne méprise.
2024
Le télescope spatial Hubble publie un portrait détaillé de M76 : l'anneau de gaz vu par la tranche, les deux lobes polaires et le fin réseau de filaments y sont résolus comme jamais.
L'avis de Luc
Un petit nœud gris allongé dans un 150 mm, et l'impression de l'avoir ratée : M76 ne se donne pas au premier essai. Le passage à 120× avec un filtre OIII, une nuit de novembre sans Lune, coupe enfin la barre en deux lobes distincts, le sud un peu plus marqué. Un luxe rare l'accompagne sous nos latitudes — elle passe presque au zénith en automne, ce qui invite à la viser haut, en fin de séance, l'œil bien adapté. Petite, oui, mais on ne l'oublie plus une fois tenue.
Les deux lobes séparés par la barre sombre demandent 200 mm et un filtre OIII ; l'étoile centrale à la magnitude 15,9, un bien plus gros diamètre. Nos sélections d'instruments et de filtres, comparées pour ce genre de cible faible et concentrée.
M27, la grande Haltère Magnitude 7,5, près de 8′ de large, à 1 360 années-lumière dans le Petit Renard : la première planétaire découverte, facile dès le petit télescope. 
Se repérer dans le ciel d'automne Le Grand Carré de Pégase, le W de Cassiopée, Andromède et les amas que la Voie lactée de Persée fait remonter : la feuille de route des nuits d'automne.