Omega Centauri

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Omega Centauri
NGC 5139
Image illustrative de l’article Omega Centauri
L'amas globulaire Omega Centauri capté par le VST de l'ESO[1].
Données d’observation
(Époque J2000.0)
Constellation Centaure
Ascension droite (α) 13h 26m 45,9s[2]
Déclinaison (δ) −47° 28′ 37″ [2]
Magnitude apparente (V) 5,3 [3]
6,1 dans la Bande B [3]
Dimensions apparentes (V) 55 [3]

Localisation dans la constellation : Centaure

(Voir situation dans la constellation : Centaure)
Centaurus IAU.svg
Astrométrie
Distance 4,84 ± 0,34 kpc (∼15 800 a.l.)[4]
Caractéristiques physiques
Type d'objet Amas globulaire
Classe VIII [3]
Masse 4,05 × 106 M [5]
Dimensions 253 al[a]
Âge ~ 12,29 × 109 a [6]
Particularité(s) =
Découverte
Découvreur(s) Edmond Halley[7]
Date  [7]
Désignation(s) GCL 24
ESO 270-SC11 [3]
Liste des amas globulaires

Omega Centauri (ω Cen, NGC 5139 ou Caldwell 80) est un amas globulaire situé dans la constellation du Centaure. En 1677, l'astronome et ingénieur britannique Edmond Halley a été le premier à identifier ω Cen comme un objet non stellaire. On peut donc lui attribuer la découverte de cet amas, même si celui-ci avait été observé auparavant, notamment par Ptolémée et par Johann Bayer[7].

Parce que ω Cen est différent sous plusieurs aspects des autres amas globulaires de la Voie lactée, on a émis l'hypothèse qu'il pourrait s'agir des restes d'une galaxie naine perturbée[8].

Historique des observations[modifier | modifier le code]

En l'an , l'astronome grec Ptolémée a catalogué ω Cen comme une étoile. En , le magistrat allemand Johann Bayer a utilisé les données de Ptolémée pour produire l'ouvrage Uranometria, le premier atlas des constellations qui couvrait entièrement la sphère céleste. Bayer a nommé cet objet ω Centauri. En utilisant un télescope sur l'ile Sainte-Hélène en 1677, l'astronome britannique Edmond Halley observe ω Cen qu'il décrit comme un objet non stellaire. En, , Halley publie ω Cen dans sa liste des six « taches lumineuses ou des correctifs » dans un parution des Philosophical Transactions of the Royal Society[9],[10],[11]. On attribue donc la découverte de l'amas globulaire Omega Centauri à Halley[7].

L’astronome suisse Jean Philippe Loys de Cheseaux a inclus Omega Centauri dans sa liste de 21 nébuleuses en [11], tout comme l'astronome français Nicolas-Louis de Lacaille en [7].

Le premier astronome à reconnaître ω Cen comme un amas d'étoiles est l'astronome écossais James Dunlop. Il l'a décrit comme étant un « beau globe d’étoiles très graduellement et modérément comprimé au centre[12],[13]. »

Propriétés et population stellaire[modifier | modifier le code]

Omega Centauri est à environ 15 700 années-lumière (a.l.) du système solaire[4] et, avec un diamètre d'environ 253 a.l.[a], c'est le plus vaste amas globulaire connu dans la Voie lactée. On estime qu'il contient environ 10 millions d'étoiles et que sa masse est équivalente à 4 millions de masses solaires, ce qui en fait l'amas globulaire connu le plus massif de la Voie lactée[5]. De tous les amas globulaires du Groupe local de galaxies, seul Mayall II de la galaxie d'Andromède est plus lumineux et plus massif.

La métallicité de ω Cen est estimée à -1,53 [Fe/H] selon l'article de J. Boyles et al.[14] ou encore à -1,35 [Fe/H] selon Forbes et Bridges[6]. Son âge d'environ 11,52 milliards d'années[6]. Selon un article publié en 2011 par J. Boyles et al.[14], sa masse est égale 3,35 x 106 , mais selon un article plus récent (2013) de D'Souza et Rix[5], la masse de ω Centauri est de 4,05 x 106 .

La densité d'étoiles dans la région du centre de ω Cen est tellement grande qu'on estime qu'il n'y a qu'une distance de 0,1 année-lumière entre chacune d'elles. Comme Mayall II, les étoiles d'ω Cen présentent une grande diversité d'âge et de métallicité[15],[16]. Cette grande diversité indique que plusieurs générations d'étoiles se sont succédé dans l'amas. En général, les populations stellaires des autres amas globulaires sont plus uniformes et plus âgées, comme le suggère les modèles théoriques. Pour expliquer cette diversité, on a émis l'hypothèse qu'Omega Centauri serait ce qui reste du noyau d'une galaxie naine que la gravité de la Voie lactée aurait perturbé. La périphérie de cette galaxie aurait été dispersée et absorbée par la Voie lactée[8]. Certaines étoiles, comme l'étoile de Kapteyn, qui n'est qu'à 12,8 années-lumière de nous, auraient même été éjectées de la galaxie naine puis absorbées par la Voie lactée[17],[18].

Le noyau de la galaxie naine se serait finalement retrouvé en orbite dans le halo de la Voie lactée et serait devenu Omega Centauri. À l'appui de cette hypothèse, on peut citer la vitesse orbitale élevée de ses étoiles avec un maximum à 7,9 km/s[19], sa forme aplatie[20] et la présence en son centre d'un trou noir intermédiaire d'une masse évaluée à au plus 12 000 masses solaires[21],[22].

Présence d'un trou noir[modifier | modifier le code]

En se basant sur des observations du télescope spatial Hubble et de l'observatoire Gemini, une étude de E. Noyola et ses collègues a présenté des évidences de l'existence d'un trou noir de masse intermédiaire au centre d'Omega Centauri[8],[22]. Les données captées par Hubble ont montré que les étoiles se regroupent près du centre d'ω Cen comme en témoigne l'augmentation graduelle de la luminosité[23]. L'instrumentation installée à l'observatoire Gemini a permis de mesurer la vitesse des étoiles en orbite atour du noyau. Ces mesures ont permis aux astronomes de conclure que la masse de l'objet au centre est de 40 000 [23].

La région centrale d'Omega Centauri. L'illustration du bas représente les positions futures des étoiles mises en évidence dans l'encadré de l'image du haut. Chaque trait représente le mouvement prévu de l'étoile au cours des 600 prochaines années. La période entre les points correspond à 30 ans.
Vidéo résumant la découverte du trou noir par Hubble.

Une étude précédente de Hubble sur les trous noirs supermassifs a montré une corrélation entre la masse d'un trou noir supermassif et celle de son hôte. Si les galaxies de masse inférieure obéissent à la même règle que les galaxies plus massives qui hébergent des trous noirs supermassifs, alors la masse d'Omega Centauri correspond à celle de son trou noir. Les astronomes estiment ainsi que la masse de la galaxie naine qui pourrait avoir été le précurseur d'Omega Centauri était égale à environ 10 millions .

Autres images[modifier | modifier le code]

Notes et références[modifier | modifier le code]

Notes[modifier | modifier le code]

  1. a et b 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.

Références[modifier | modifier le code]

  1. (en) Observatoire européen austral – 8 juin 2011 « VST image of the giant globular cluster Omega Centauri ».
  2. a et b (en) « NASA/IPAC Extragalactic Database », Resultats pour NGC 5139 (consulté le )
  3. a b c d et e « Les données de «Revised NGC and IC Catalog by Wolfgang Steinicke» sur le site ProfWeb, NGC 5100 à 5199 »
  4. a et b G. van de Ven, R. C. E. van den Bosch, E. K. Verolme et P. T. de Zeeuw, « The dynamical distance and intrinsic structure of the globular cluster ω Centauri », Astronomy and Astrophysics, vol. 445, no 2,‎ , p. 513-543 (DOI 10.1051/0004-6361:20053061, Bibcode 2006A&A...445..513V, lire en ligne [PDF])
  5. a b et c Richard D'Souza et Hans-Walter Rix, « Mass estimates from stellar proper motions: the mass of ω Centauri », Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 429, no 3,‎ , p. 1887-1901 (DOI 10.1093/mnras/sts426, Bibcode 2013MNRAS.429.1887D, lire en ligne [PDF])
  6. a b et c Duncan A. Forbes et Terry Bridges, « Accreted versus in situ Milky Way globular clusters », Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 404, no 3,‎ , p. 1203-1214 (DOI 10.1111/j.1365-2966.2010.16373.x, Bibcode 2010MNRAS.404.1203F, lire en ligne [PDF])
  7. a b c d et e (en) « Site du professeur C. Seligman » (consulté le )
  8. a b et c Eva Noyola, Karl Gebhardt et Marcel Bergmann, « Gemini and Hubble Space Telescope Evidence for an Intermediate-Mass Black Hole in ω Centauri », The Astrophysical Journal, vol. 676, no 2,‎ , p. 1008-1015 (DOI 676:1008Y1015, lire en ligne [PDF])
  9. (en) « Edmond Halley; Phil. Trans. XXIX, 390-392 (1716) » (consulté le )
  10. Edmond Halley, « An account of several nebulæ or lucid spots like clouds, lately discovered among the fixt stars by help of the telescope », Philosophical Transactions of the Royal Society, vol. 29, no 347,‎ (DOI 10.1098/rstl.1714.0046, lire en ligne [html])
  11. a et b O'Meara, Stephen James, Deep-Sky Companions: Southern Gems. 2013, Cambridge University Press, page 244, 978-1107015012
  12. James Dunlop, « A Catalogue of Nebulae and Clusters of Stars in the Southern Hemisphere, Observed at Paramatta in New South Wales », Philosophical Transactions of the Royal Society of London, vol. 118,‎ , p. 113-151 (Bibcode 1828RSPT..118..113D, lire en ligne [html])
  13. (en) « Binocular Universe: Songs of the Deep South » (consulté le )
  14. a et b J. Boyles, D. R. Lorimer, P. J. Turk, R. Mnatsakanov, S. Lynch, S. M. Ransom, P. C. Freire et K. Belczynski, « YOUNG RADIO PULSARS IN GALACTIC GLOBULAR CLUSTERS », The Astrophysical Journal, vol. 742#1,‎ , p. 12 pages (DOI 10.1088/0004-637X/742/1/51, Bibcode 2011ApJ...742...51B, lire en ligne [PDF])
  15. « Age and Metallicity Effects in Omega Centauri I: Stromgren Photometry », American Astronomical Society, vol. 193rd Meeting,‎ , p. 1348 (Bibcode 1998AAS...193.6809H)
  16. M. Tailo, M. Di Criscienzo, F. D'Antona, V. Caloi et P. Ventura, « The mosaic multiple stellar populations in ω Centauri: the horizontal branch and the main sequence », Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 457, no 4,‎ , p. 4525-4535 (DOI 10.1093/mnras/stw319, Bibcode 2016MNRAS.457.4525T, lire en ligne [PDF])
  17. (en) « NewScientist, » (consulté le )
  18. (en) « Hubble Site,PEERING INTO THE CORE OF A GLOBULAR CLUSTER » (consulté le )
  19. David Merritt, Georges Meylan et Michel Mayor, « The stellar dynamics of omega centauri. », Astronomical Journal, vol. 114,‎ , p. 1074-1086 (DOI 10.1086/118538, Bibcode 1997AJ....114.1074M, lire en ligne [PDF])
  20. (en) « ESO, Black hole found in Omega Centauri » (consulté le )
  21. Roeland P. van der Marel et Jay Anderson, « NEW LIMITS ON AN INTERMEDIATE-MASS BLACK HOLE IN OMEGA CENTAURI. II. DYNAMICAL MODELS », The Astrophysical Journal, vol. 710, no 2,‎ , p. 1063-1085 (DOI 10.1088/0004-637X/710/2/1063, lire en ligne [PDF])
  22. a et b Jay Anderson et Roeland P. van der Marel, « NEW LIMITS ON AN INTERMEDIATE-MASS BLACK HOLE IN OMEGA CENTAURI. I. HUBBLE SPACE TELESCOPE PHOTOMETRY AND PROPER MOTIONS », The Astrophysical Journal, vol. 710, no 2,‎ , p. 1032-1062 (DOI 10.1088/0004-637X/710/2/1032, lire en ligne [PDF])
  23. a et b (en) « Black hole found in enigmatic Omega Centauri » (consulté le )

Voir aussi[modifier | modifier le code]

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