M82 (galaxie)

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M82
La galaxie spirale M82
La galaxie spirale M82
Données d’observation
(Époque J2000.0)
Constellation Grande Ourse
Ascension droite (α) 09h 55m 52,7s[1]
Déclinaison (δ) 69° 40′ 46″ [1]
Distance 3,907 ± 0,668 Mpc (∼12,7 millions d'a.l.) [2]
Magnitude apparente (V) 8,6 [3]
9,2 dans la Bande B [3]
Brillance de surface 12,7 mag/as2[3]
Dimensions apparentes (V) 11,2 × 4,3[3]
Décalage vers le rouge 0,000677 ± 0,000013[1]
Angle de position 65°[3]
Vitesse radiale 203 ± 4 km/s[4]

Localisation dans la constellation : Grande Ourse

(Voir situation dans la constellation : Grande Ourse)
Ursa Major IAU.svg
Caractéristiques physiques
Type d'objet Galaxie spirale
Type de galaxie I0[1] Sd[3] Scd? pec[5]
Dimensions 42 000 a.l.[6]
Découverte
Découvreur(s) Johann Elert Bode[5]
Date 31 décembre 1774[5]
Désignation(s) NGC 3034
ARP 337
PGC 28655
UGC 5322
MCG 12-10-11
3C 231
ZWG 333.7
KCPG 218B
ZWG 333.8
PRC D-13
KCPG 218B [3]
Liste des galaxies spirales

M82 (aussi connu comme NGC 3034 et sous le nom de galaxie du Cigare) est une galaxie à sursaut d'étoiles[7] située dans la constellation de la Grande Ourse à environ 12,7 millions d'années-lumière de la Voie lactée.

M82 présente une large raie HI et des régions d'hydrogène ionisé[1]. De nombreuses mesures non basées sur le décalage vers le rouge (redshift) donnent une distance de 3,907 ± 0,668 Mpc (∼12,7 millions d'a.l.) [8]. M82 est trop rapprochée Voie lactée et on ne peut employer la valeur du décalage vers le rouge pour calculer sa distance.

M82 est environ 5 fois plus lumineuse que la Voie lactée et son centre est des centaines de fois plus lumineux que celui de notre galaxie[9]. On pense que l'intense formation d'étoiles provient de l'interaction gravitationnelle avec sa voisine M81. Comme c'est la galaxie à sursaut de formation d'étoiles la plus rapprochée[9] de la Terre, elle constitue une cible favorite pour l'étude de ce genre de galaxie. La supernova de type 1a SN 2014J a été découverte le 21 janvier 2014 dans M82[10]. En 2014, les astronomes ont découvert la source X ultralumineuse (ULX) M82 X-2. Il s'agit du pulsar le plus brillant connu à ce jour[11],[12].

M82 fait partie du groupe de M81[13],[14]. Ce groupe compte près d'une quarantaine de galaxies connues dont les plus importantes sont M81 (NGC 3031), NGC 2366, NGC 2403, NGC 2976, NGC 3077, NGC 4236 et IC 2574. Les distances de ces galaxies ne peuvent être calculées en utilisant le décalage vers le rouge, car elles sont trop rapprochées de la Voie lactée.

Découverte de M82[modifier | modifier le code]

Cette galaxie a été découverte par l'astronome allemand Johann Elert Bode en 1774 qui a aussi découvert la même nuit M81 (NGC 3031). On donne d'ailleurs le nom de nébuleuses de Bode à ces deux galaxies. M82 a été redécouverte indépendamment par l'astronome français Pierre Méchain en aout 1780 qui le signala à son ami Charles Messier. Messier a observé M82 le 9 février 1781. D'autres astronomes ont aussi observé et enregistré M82, Johann Gottfried Koehler en 1779 et William Herschel en 1802[5].

Caractéristiques[modifier | modifier le code]

On pensait que M82 était une galaxie irrégulière, mais en 2005 on a découvert deux bras spiraux symétriques sur des images prises dans le domaine de l'infrarouge proche (PIR) . Les bras ont été découverts en enlevant numériquement le disque asymétrique de l'image infrarouge. Et même sans cette soustraction, on voyait les bras dans l'image PIR, car ils étaient plus bleus que le disque. Auparavant, les bras étaient passés inaperçus en raison de la luminosité élevée de la surface du disque, de sa position presque par la tranche (~80°)[9] et de l'obscurcissement produit par le réseau complexe de filaments poussiéreux des images réalisées dans le visible[15].

La région à sursaut de formation d'étoiles[modifier | modifier le code]

En 2005, on a découvert à l'aide du télescope spatial Hubble 197 jeunes amas d'étoiles massives près du cœur de M82. La masse moyenne de ces amas avoisine les 200 000 masses solaires. Le cœur de M82 constitue donc un environnement très dense de très haute énergie[9]. Au centre de M82, les étoiles se forment à un rythme 10 fois supérieur à celui de toute la Voie lactée[16].

Dans le cœur de M82, le diamètre de la région active de formation d'étoiles est d'environ 500 pc. Quatre amas très brillants (désignés par les lettres A, C, D et E) ont été détectés dans cette région en lumière visible. Ces amas correspondent à des sources connues de rayon X, d'infrarouge et d'onde radio. En conséquence, on considère que ce sont depuis notre ligne de visée les amas les moins obscurcis par la poussière. L'impressionnant jet de matière bipolaire de M82 semble concentré sur les amas A et C et il serait entretenu par l'énergie libérée par des supernovas qui se produiraient dans ces amas environ une fois par décennie[9].

Les observations réalisées Observatoire de rayons X Chandra montrent une région d'émission variable de rayon X située à environ 600 années-lumière du centre de M82. Cette source a été désignée M82 X-1[17]. Les astronomes ont émis l'hypothèse que ces émissions proviennent du premier trou noir connu de masse intermédiaire. Sa masse serait comprise entre 200 et 5000 masses solaires[18]. Comme plusieurs galaxies, M82 renferme un trou noir supermassif en son centre. À partir du mouvement des étoiles, on a estimé la masse de celui-ci à 3 x 107[19].

Les sources ultralumineuses M82 X-2 (rouge) et M82 X-1 (bleue) (NuSTAR et Chandra).

Un objet inconnu[modifier | modifier le code]

En avril 2010, des radioastronomes de l'Observatoire de Jodrell Bank de l'université de Manchester du Royaume-Uni ont rapporté un objet dans M82 qui a commencé à émettre des ondes radio et dont les émissions ne ressemblent à rien de connu dans tout l'univers[20].

Plusieurs hypothèses ont été formulées au sujet de la nature de l'objet, mais à ce jour aucune n'explique complètement les données observées[21]. On a suggéré qu'il pourrait s'agir d'un microquasar très instable doté d'une très grande luminosité en onde radio, mais une faible luminosité en rayon X. Il pourrait être semblable au microquasar SS 433 de notre galaxie[20]. Cependant, tous les microquasars connus produisent une grande quantité de rayons X, ce qui n'est pas le cas de cet objet, dont l'intensité X est sous le seuil de détection[21]. Cet objet est à plusieurs secondes d'arc du centre de M82, position qui rend peu probable qu'il soit associé au trou noir supermassif. Sa vitesse supraluminique apparente est quatre fois supérieure à la vitesse de la lumière par rapport au centre de la galaxie[22],[23]. Malgré toutes les données acquises sur cet objet, sa vraie nature demeure mystérieuse[22].

Sursaut de formation d'étoiles[modifier | modifier le code]

Sursaut de formation d'étoiles dans le cœur de M82. Cette image dans le domaine des rayons X provient de l'Observatoire Chandra.

M82 subit l'influence de sa voisine plus grosse, la galaxie M81. La force de marée produite par la gravité a déformé M82, un processus qui a débuté il y a environ 100 millions d'années. Cette interaction a produit une augmentation du taux de formation des étoiles d'un facteur 10 par rapport à celui d'une galaxie «normale»[9].

M82 a subi au moins une rencontre rapprochée avec M81, rencontre qui a canalisé une grande quantité de gaz au centre de la galaxie au cours des 200 derniers millions d'années. On pense que la dernière rencontre remonte de 200 à 500 millions d'années et qu'elle a produit un sursaut de formation d'étoiles dont l'âge correspond à celle de certains amas. Ce sursaut a duré pendant au moins 50 millions d'années avec un taux de formation d'environ 10 masses solaires par années. Deux autres sursauts de formation d'étoiles, le dernier il y a de 4 à 6 millions d'années aurait donné naissance aux amas du cœur de la galaxie[9].

Les étoiles du disque de M82 semblent s'être formées il y a 500 millions d'années, laissant dans le disque des centaines d'amas aux propriétés semblables à celles des amas globulaires de la Voie lactée, mais plus jeunes, et dont l'activité a cessé en dehors du cœur de la galaxie il y a 100 millions d'années. Dans le halo de M82, le taux de formation d'étoiles est à un niveau très faible depuis 1 milliard d'années. Pour expliquer ces caractéristiques de M82, on a suggéré qu'elle était auparavant une galaxie à faible brillance de surface où la formation d'étoiles provient des interactions avec la galaxie géante voisine[24].

La supernova de 2014[modifier | modifier le code]

Article détaillé : SN 2014J.
Emplacement de la supernova SN 2014J. En haut, la même galaxie, mais sans la supernova.

La supernova thermonucléaire (type Ia) SN 2014J a été découverte le 21 janvier à 19h20 TU par Steve J. Fossey avec quatre de ses étudiants à l'observatoire de l'University College de Londres.

Galerie[modifier | modifier le code]

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. a b c d et e (en) « NASA/IPAC Extragalactic Database », Resultats pour NGC 3034 (consulté le 18 novembre 2018)
  2. Mesures indépendantes du décalage vers le rouge
  3. a b c d e f et g (en) « Revised NGC and IC Catalog by Wolfgang Steinicke » (consulté le 18 novembre 2018)
  4. On obtient la vitesse de récession d'une galaxie à l'aide de l'équation v = z×c, où z est le décalage vers le rouge (redshift) et c la vitesse de la lumière. L'incertitude relative de la vitesse Δv/v est égale à celle de z étant donné la grande précision de c.
  5. a b c et d (en) « Site du professeur C. Seligman » (consulté le 18 novembre 2018)
  6. On obtient le diamètre d'une galaxie par le produit de la distance qui nous en sépare et de l'angle, exprimé en radian, de sa plus grande dimension.
  7. (en) « appy Sweet Sixteen, Hubble Telescope! - Starburst Galaxy M82 » (consulté le 20 novembre 2018)
  8. « Your NED Search Results », sur ned.ipac.caltech.edu (consulté le 20 novembre 2018)
  9. a b c d e f et g S. Barker, R. de Grijs et M. Cerviño, « Star cluster versus field star formation in the nucleus of the prototype starburst galaxy M 82 », Astronomy & Astrophysics, vol. 484 #3,‎ , p. 711-720 (DOI 10.1051/0004-6361:200809653, lire en ligne)
  10. « L'explosion de la supernova SN 2014J espionnée par les plus grands télescopes » (consulté le 20 novembre 2018)
  11. (en) « Researchers detect brightest pulsar ever recorded » (consulté le 20 novembre 2018)
  12. (en) « NASA’s NuSTAR Telescope Discovers Shockingly Bright Dead Star » (consulté le 20 novembre 2018)
  13. (en) I. D. Karachentsev, « The Local Group and Other Neighboring Galaxy Groups », The Astronomical Journal, vol. 129, no 1,‎ , p. 178-188 (lire en ligne) DOI:10.1086/426368
  14. A.M. Garcia, « General study of group membership. II - Determination of nearby groups », Astronomy and Astrophysics Supplement Series, vol. 100 #1,‎ , p. 47-90 (Bibcode 1993A&AS..100...47G)
  15. Y.D. Mayya, L. Carrasco et A. Luna, « The Discovery of Spiral Arms in the Starburst Galaxy M82 », Astrophysical Journal, vol. 628,‎ , p. L33-L36 (DOI 10.1086/432644, lire en ligne)
  16. (en) « Happy Sweet Sixteen, Hubble Telescope! » (consulté le 20 novembre 2018)
  17. (en) « Ultraluminous X-ray Sources in M82 Galaxy » (consulté le 21 novembre 2018)
  18. A. Patruno, Z. Portegies Zwart, J. Dewi et C. Hopman, « The ultraluminous X-ray source in M82: an intermediate-mass black hole with a giant companion », Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 370 #1,‎ , p. L6-L9 (DOI 10.1111/j.1745-3933.2006.00176.x, Bibcode 2006MNRAS.370L...6P, lire en ligne)
  19. Niall I. Gaffney, Dan F. Lester et C. M. Telesco, « The stellar velocity dispersion in the nucleus of M82 », Astrophysical Journal Letters, vol. 407 #2,‎ , p. L57-L60 (DOI 10.1086/186805, Bibcode 1993ApJ...407L..57G, lire en ligne)
  20. a et b Tana Joseph, Thomas Maccarone et Robert Fender, « The unusual radio transient in M82: an SS 433 analogue? », Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 415 #1,‎ , p. L59-L63 (DOI 10.1111/j.1745-3933.2011.01078.x, lire en ligne)
  21. a et b (en) « Mysterious radio waves emitted from nearby galaxy » (consulté le 20 novembre 2018)
  22. a et b (en) « Discovery of an unusual new radio source in the star-forming galaxy M82: Faint supernova, supermassive blackhole, or an extra-galactic microquasar? » (consulté le 20 novembre 2018)
  23. (en) « Mystery object in Starburst Galaxy M82 possible micro-quasar » (consulté le 20 novembre 2018)
  24. Y. Divakara Mayya et Luis Carrasco, « M82 as a Galaxy: Morphology and Stellar Content of the Disk and Halo », Revista Mexicana de Astronomía y Astrofísica Serie de Conferencias, vol. 37,‎ , p. 44-55 (DOI 10.1086/313771, lire en ligne)

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