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Quintette de Stephan

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Quintette de Stephan
Image illustrative de l’article Quintette de Stephan
Le Quintette de Stephan imagé par le télescope spatial James Webb (JWST) en 2022[a].
Données d’observation
(Époque J2000.0)
Constellation Pégase
Ascension droite (α) 22h 35m 59,1s[1]
Déclinaison (δ) +33° 57′ 31,0″ [1]
Décalage vers le rouge +0,021500 ± 0,000000[1]

Localisation dans la constellation : Pégase

(Voir situation dans la constellation : Pégase)
Astrométrie
Vitesse radiale 6 446 ± 0 km/s [1]
Distance 90,25 ± 6,33 Mpc (∼294 millions d'al)[1] al
Caractéristiques physiques
Type d'objet Groupe de galaxies
Découverte
Découvreur(s) Édouard Stephan[2]
Date [2] ( ?[3])
Désignation(s) HCG 92
Arp 319
VV 288
IRAS 22337+3342[1]
Liste des groupes de galaxies
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Le Quintette de Stephan est un regroupement visuel de galaxies situé à environ 90,2 ± 6,3 Mpc (∼294 millions d'al)[1] de la Terre, dans la constellation de Pégase. Il se compose principalement de cinq galaxies pour la plupart en interaction gravitationnelle. L'un des membres du groupe, NGC 7320, est en réalité bien plus rapproché de la Terre que les autres.

Le Quintette de Stephan doit son nom à l'astronome français Édouard Stephan qui l'a découvert à la fin du XIXe siècle. Le Quintette est un prototype d’une classe d’objets connus sous le nom de groupes compacts de galaxies et a été étudié de manière intensive pendant des décennies[4].

Histoire observationnelle

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Date de découverte

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La date précise de la première observation du Quintette par Édouard Stephan diffère selon les sources consultées, la plus couramment attribuée étant l'année 1877[2]. Selon le professeur Seligman, les cinq galaxies furent plus probablement découvertes en 1873, soit au moins quatre ans auparavant. Selon lui, les dates ultérieures à 1873 utilisées comme année de découverte sont issues de la période à laquelle Stephan a réduit sa position micrométrique[b], et qu'il s'agit donc d'une erreur[3],[c].

Membres du groupe

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Le Quintette de Stephan comprend initialement cinq galaxies membres listées ci-dessous :

De cette liste, quatre galaxies sont situées au-delà de 200 millions d'années-lumière et présentent des signes passés ou récents d'interactions gravitationnelles mutuelles. La cinquième, NGC 7320, est beaucoup plus rapprochée de la Terre et ne possède par conséquent aucun lien physique réel avec le reste du groupe. Son alignement entre celui-ci et un observateur terrestre n'est que fortuit[5].

Une vue plus large du groupe montre la présence d'une sixième galaxie à proximité, baptisée NGC 7320C (ou PGC 69279). Cette dernière est sans doute physiquement liée au Quintette, comme l'attestent les mesures de sa distance par rapport à la Terre et de sa vitesse radiale, plus divers autres indices supposant une ou plusieurs interactions passées avec NGC 7319 (voir plus bas la section "Dynamique du groupe")[4].

Autres catalogues

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Les cinq principales galaxies du Quintette (de NGC 7317 à NGC 7320) figurent dans l'atlas des galaxies particulières d'Halton Arp sous la cote Arp 319. Elles forment aussi le groupe compact de Hickson 92 (HCG 92) dans le recensement de Paul Hickson[2],[6].

Localisation des différents membres du Quintette de Stephan (image issue du relevé SDSS).
Membres du Quintette de Stephan (ligne bleue=galaxie en avant-plan)
Nom Type α (J2000.0) δ (J2000.0) Distance (Mpc) Magnitude (v) Dimensions apparentes Diamètre (Kpc) Vitesse radiale (Km/s)
NGC 7317 E 22h 35m 51,8s +33° 56′ 41,7″ 92,51 ± 6,51 Mpc (∼302 millions d'al) +13,6 0,4′ × 0,4′ environ 33,03 kpc (∼108 000 al) 6599 ± 26
NGC 7318A E 22h 35m 56,7s +33° 57′ 56,2″ 93,45 ± 6,56 Mpc (∼305 millions d'al) +13,4 1,2′ × 1,0′ environ 44,53 kpc (∼145 000 al) 6663 ± 21
NGC 7318B SB 22h 35m 58,3s +33° 57′ 57,8″ 80,34 ± 5,66 Mpc (∼262 millions d'al) +13,1 1,6′ × 1,1′ environ 35,63 kpc (∼116 000 al) 5774 ± 24
NGC 7319 SB 22h 36m 03,5s +33° 58′ 32,5″ 94,70 ± 6,64 Mpc (∼309 millions d'al) +13,1 1,4′ × 1,1′ environ 25,09 kpc (∼81 800 al) 6747 ± 4
NGC 7320 S 22h 36m 03,3s +33° 56′ 53,2″ 6,61 ± 0,57 Mpc (∼21,6 millions d'al) +12,6 2,2′ × 1,1′ environ 9,56 kpc (∼31 200 al) 775 ± 1
NGC 7320C SAB 22h 36m 20,3s +33° 59′ 06,2″ 83,45 ± 5,85 Mpc (∼272 millions d'al) +15,5 0,6′ × 0,4′ environ 18,72 kpc (∼61 100 al) 5985 ± 9

Distance générale

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Selon la base de données NASA/IPAC, la vitesse du Quintette de Stephan par rapport au fond diffus cosmologique est de 6 119 ± 23 km/s, ce qui correspond à une distance de Hubble de 90,25 ± 6,33 Mpc (∼294 millions d'al)[1].

Dynamique du groupe

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Outre NGC 7320, les galaxies du Quintette de Stephan présentent les signes d'une interaction gravitationnelle mutuelle. Plusieurs études ont tenté de comprendre le déroulement de ces interactions complexes, en partie incertain. Le principal scénario envisagé se base sur l'arrivée de deux galaxies « intruses » dans le groupe : NGC 7320C et NGC 7318B[8].

Historique des interactions

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Image composite du Quintette de Stephan (relevé optique et rayon X). Aux rayons X, un imposant arc bleu apparaît au centre du groupe. Il est issu de l'échauffement des gaz et des poussières suite à l'onde de choc générée par NGC 7318B dans le milieu intra-groupe.

NGC 7320C serait entrée dans le groupe il y a ~ 400 millions d'années, affectant particulièrement NGC 7319. L'origine des deux queues de marée de NGC 7319 n'est pas claire, bien que NGC 7320C en soit probablement responsable. La queue la plus au Sud est plus âgée que celle située plus au Nord. Il est possible que cette dernière ait été créée suite à une autre rencontre entre NGC 7319 et NGC 7318A, il y a entre 200 et 250 millions d'années environ. Des simulations numériques suggèrent cependant que la queue la plus au Sud n'aurait pu survivre à ce second passage[9],[8].

La queue de marée Sud (dite externe) de NGC 7319 est en partie masquée par NGC 7320, située en avant-plan[10].

Les galaxies NGC 7318 A et B sont peut-être entrées en collision il y a quelques centaines de millions d'années, créant deux panaches stellaires qui se rejoignent au Nord de la paire. La mesure des vitesses de déplacement des galaxies suggère que NGC 7318B s'éloigne de NGC 7318A et qu'elle se dirige à grande vitesse vers notre direction[10].

NGC 7318B interagit à présent avec le milieu intra-groupe en entrant en collision avec le gaz arraché aux autres galaxies durant leurs interactions antérieures. En résulte un front de choc entre le gaz intra-groupe et celui de NGC 7318B. Le front s'étend sur environ 40 kpc (∼130 000 al) en décrivant un arc. Il est le siège d'une formation d'étoiles soutenue et une source d'émission radio et de rayon X[11],[10],[8].

Le rôle de NGC 7317 est resté longtemps incertain. En 2018, un vaste halo diffus de vieilles étoiles a été découvert autour de la galaxie. Sa présence suggère une interaction relativement ancienne entre NGC 7317 et le reste du groupe[12].

Avenir

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Concernant l'avenir du Quintette de Stephan, celui-ci dépend de la vitesse radiale de chacun de ses membres. Il est probable que NGC 7319 et NGC 7318A finissent par fusionner dans un avenir lointain. Si NGC 7317 se joint à elles, le produit de la fusion entre les trois galaxies pourrait produire un puits gravitationnel plus important, ralentissant de facto la fuite de NGC 7318B et NGC 7320C, jusqu'à l'inverser[9].

Activité de NGC 7319

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NGC 7319 est une galaxie active de type Seyfert 2[13]. Elle abrite en son centre un trou noir supermassif d'une masse égale à environ 24 millions de masses solaires, qui dégage une énergie lumineuse environ 40 milliards de fois supérieur à celle émise par le Soleil[2].

Observation et localisation (amateur)

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NGC 7331 (en haut à droite) et le Quintette de Stephan (en bas à gauche) dans le ciel terrestre. Imagerie amateur.

Le Quintette de Stephan se situe dans la partie Nord de la constellation de Pégase. Son repérage peut être effectué à partir de NGC 7331, voisine du Quintette dans le ciel terrestre. La magnitude apparente de cette galaxie est proche de +10 et elle peut être localisée au Nord Nord-Ouest de l'étoile Matar (Eta Pegasi). Depuis NGC 7331, le Quintette de Stephan se trouve à environ 30 minutes d'arc en direction du Sud Sud-Ouest[14].

Les galaxies du Quintette présentent une magnitude apparente faible, la galaxie la plus brillante du groupe (NGC 7320) n'étant que de magnitude +12,6. Invisible à l'œil nu, son observation nécessite un télescope dont l'ouverture est d'au moins 20 cm (200 mm). De plus, la visibilité du Quintette dépend de la qualité du ciel nocturne[14].

Dans la culture populaire

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Le Quintette de Stephan compte parmi les cinq premières cibles imagées par le télescope spatial James Webb (JWST). Publiées en , les images ont été obtenues en infrarouge par les instruments NIRCam (proche infrarouge) et MIRI (infrarouge moyen) du télescope[15].

Les figures angéliques présentes au début du film de Noël américain La vie est belle (It's a Wonderful Life), sorti en 1946, se basent sur une image du Quintette de Stephan. Les deux anges y sont incarnés par NGC 7320 et NGC 7318[16].

Galerie

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Notes et références

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Notes

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  1. ↑ Image composite issue des données captées en proche et moyen infrarouge par les instruments NIRCam et MIRI du JWST.
  2. ↑ En astronomie, la position micrométrique s'effectue à partir d'un instrument appelé « micromètre à fils » permettant de mesurer les distances dans le cosmos.
  3. ↑ Notes à propos de la source du professeur Seligman : Seligman indique sur son site en ligne la même date de découverte pour chacune des 5 galaxies du Quintette, soit le 27 septembre 1873.
  4. ↑ Données captées en lumière visible et proche infrarouge.

Références

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  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 (en) « Results for object Stephan's Quintet », NASA/IPAC Extragalactic Database (consulté le ).
  2. 1 2 3 4 5 (en-US) « NASA’s Webb Sheds Light on Galaxy Evolution, Black Holes - NASA » (consulté le )
  3. 1 2 « NGC Objects: NGC 7300 - 7349 », sur cseligman.com (consulté le )
  4. 1 2 (en) « Stephan's Quintet - A Mammoth Cosmic Collision », sur www.spacetelescope.org (consulté le )
  5. ↑ (en-US) « NASA’s Webb Sheds Light on Galaxy Evolution, Black Holes - NASA » (consulté le )
  6. ↑ « Your NED Search Results », sur ned.ipac.caltech.edu (consulté le )
  7. ↑ « Home | NASA/IPAC Extragalactic Database », sur ned.ipac.caltech.edu (consulté le )
  8. 1 2 3 (en) « Deep H i Mapping of Stephan’s Quintet and Its Neighborhood », The Astrophysical Journal, vol. 954, no 1,‎ , p. 74 (ISSN 0004-637X et 1538-4357, DOI 10.3847/1538-4357/ace03e, lire en ligne)
  9. 1 2 (en) K. Fedotov, S. C. Gallagher, I. S. Konstantopoulos, R. Chandar, N. Bastian, J. C. Charlton, B. Whitmore et G. Trancho, « STAR CLUSTERS AS TRACERS OF INTERACTIONS IN STEPHAN'S QUINTET (HICKSON COMPACT GROUP 92) », The Astronomical Journal, vol. 142, no 2,‎ , p. 42 (ISSN 0004-6256 et 1538-3881, DOI 10.1088/0004-6256/142/2/42, lire en ligne)
  10. 1 2 3 (en) Florent Renaud, Philip N. Appleton et C. Kevin Xu, « N -BODY SIMULATION OF THE STEPHAN'S QUINTET », The Astrophysical Journal, vol. 724, no 1,‎ , p. 80–91 (ISSN 0004-637X et 1538-4357, DOI 10.1088/0004-637X/724/1/80, lire en ligne)
  11. ↑ (en) C. K. Xu, N. Lu, J. J. Condon, M. Dopita et R. J. Tuffs, « Physical Conditions and Star Formation Activity in the Intragroup Medium of Stephan’s Quintet », The Astrophysical Journal, vol. 595, no 2,‎ , p. 665–684 (ISSN 0004-637X et 1538-4357, DOI 10.1086/377445, lire en ligne)
  12. ↑ (en) Pierre-Alain Duc, Jean-Charles Cuillandre et Florent Renaud, « Revisiting Stephan's Quintet with deep optical images », Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters, vol. 475,‎ (lire en ligne)
  13. ↑ (en) « Results for NGC 7319 », NASA/IPAC Extragalactic Database (consulté le ).
  14. 1 2 « Hickson 92 - Le groupe de galaxies compactes du Quintette de Stephan », sur www.astroshop.de (consulté le )
  15. ↑ « La Carène, Anneau austral, Quintette de Stephan : le JWST dévoile ses premiers joyaux », sur Ciel & Espace (consulté le )
  16. ↑ (en) WRAL, « Classic film 'It's a Wonderful Life' features angelic galaxies », sur WRAL.com, (consulté le )

Voir aussi

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Articles connexes

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Liens externes

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