NGC 891 et NGC 7814, deux pour le prix d'une, c'était Noël :)

La publication récente d’une étude sur la comparaison des courbes de rotation de NGC 891 et de NGC 7814 fournit une bonne illustration du débat toujours ouvert à ce jour sur la distribution relative de la matière lumineuse et de la matière noire dans les galaxies spirales, comme en témoigne une publication récente de Fraternali, Sancisi et de Kamphuis.

 

Il faut se rappeler que l’un des enjeux des études de courbes de rotation des spirales consiste à comprendre pourquoi les valeurs observées des parties extérieures des galaxies présentent un écart important avec les courbes prédites par les profils photométriques et gazeux. En effet, une des hypothèses pour expliquer cette différence est la présence de halos de matière noire autour des galaxies spirales.

NGC 891

NGC 891 Jean-Brice GAYET

C11 Edge HD, réducteur de focale Célestron x0.72, ATIK 4000 MM, Paramount ME

Logiciels CCD AP, MaximDL et Pixinsight (toujours pas de Photoshoping)

14 poses unitaires de 600 secondes en filtre L, 13 R et 9 B (gardées), G synthétique début décembre 2018

Résolution de 0.78"

NGC 891 (= Caldwell 23, PGC 9031, UGC 1831) est un analogue de la voie lactée. Découverte le 6 octobre 1784 par William Herschel, il s’agit d’une galaxie spirale de magnitude 10.81 de la constellation d’Andromède qui l’a décrite comme "un objet remarquable, lumineux, de très grande taille, très étendu sur 22". Caractéristique dans sa morphologie, elle sert de galaxie type de SA(s)b? D selon Simbad.

 

En se fondant sur une vitesse de récession de 530 km /s, NGC 891 se trouverait à environ 25 millions d'années-lumière, ce qui est en accord avec les estimations de distance indépendantes du décalage vers le rouge (de 23 à 41 millions d'années-lumière), bien que pour des vitesses aussi faibles, les vitesses (expansion non-Hubble) peuvent avoir un effet significatif sur les résultats (la plupart des références font mention d’une distance de 30 millions d'années-lumière.)

 

Avec une inclinaison de 89°, elle est quasiment parfaitement sur la tranche. Elle présente une bande de poussière spectaculaire divisant son disque en deux tandis que de nombreuses vrilles de poussière s’étendent sur des centaines d’années-lumière au-dessus et au-dessous du plan du disque, créant un halo géant en HI et extrêmement lumineux en rayonnement X.

 

D’une taille apparente de 11,7 x 1,6 arcmin, elle couvre environ 100 000 années-lumière.

 

Comme la plupart des galaxies spirales, elle comporte un taux élevé de formation d'étoiles (environ 3,8 masses solaires par an).

NGC 891 Jean-Brice GAYET

Une étude récente (visant à comprendre les interactions halo / milieu inter-galactique / formation des bras spirales) a constaté que son halo contenait 29% de l’hydrogène neutre de NGC 891 et qu'environ 30% de l’HI était situé à 1 Kpc ou plus au-dessus du disque (et jusqu’à 22 Kpc). Elle a par ailleurs pu mettre en évidence que le gaz était au moins partiellement contenu au sein de complexes individuels (en opposition à une distribution « harmonieuse »). Plusieurs études ont par ailleurs constaté que le halo de NGC 891 présentait une nette asymétrie dans l'émission de Hα, principalement due à l'atténuation par des poussières.

Observations de l’émission d’hydrogène neutre (HI) (21cm) de NGC 891 

NGC 891 Jean-Brice GAYET

La couche L avant tout traitement


Vue par Hubble

 

NGC 891 Jean-Brice GAYET

NGC 7814

NGC 7814 Jean-Brice GAYET

C11 Edge HD, réducteur de focale Célestron x0.72, ATIK 4000 MM, Paramount ME

Logiciels CCD AP, MaximDL et Pixinsight (pas de Photoshoping)

8 poses unitaires de 600 secondes en filtre L, 7 R et B, G synthétique 

Acquisitions sur le mois de décembre 2018

Résolution de 0.78"

 

 NGC 7814  (= GC 5046 = JH 2297 = WH II 240) est quant à elle une galaxie spirale de magnitude 11 de type SAa C de Pégase. 

 

Décrite par Per Dreyer comme "considérablement brillante, considérablement grande, étendue, très progressivement plus claire au centre". Elle est parfois appelé le Petit Sombrero en raison de sa ressemblance avec M104.

 

En se fondant sur une vitesse de récession de 1050 km / s, NGC 7814 se trouve à environ 50 millions d'années-lumière, ce qui est en concordance avec les estimations de distances indépendantes du redshift , de 40 à 60 millions d'années-lumière. Compte tenu de cela et de sa taille apparente de 5,5 sur 2,3 arcmin, on peut estimer sa taille à environ 80 000 années-lumière.

 

Elle est l'homonyme du Groupe NGC 7814, qui contient également NGC 14, PGC 38, 332 et 889.

Il est intéressant aussi de noter que NGC 7814 présente un petit peu moins de 200 amas globulaires décelables (mesures au sol couplées aux observations spatiales de Hubble), ce qui la rend comparable aux deux autres spirales les mieux connues, la Voie lactée et M31, et qui confirme que les systèmes d’amas globulaires d'elliptiques typiques peuvent être expliqués par la fusion de deux spirales ou plus (les galaxies elliptiques présentent généralement plus d’amas globulaires que les galaxies spirales).

NGC 7814 Jean-Brice GAYET

Croppée (avec la petite IC5381 au-dessus)

et de nombreuses autres pétouilles sur la gauche

Vue par Hubble

(à voir en full... magique)

 Ainsi, nos deux spirales sont représentatives de deux morphologies « extrêmes » au sein des galaxies spirales avec une NGC 891 qui est « à dominante discale » alors que NGC 7814 est à l’inverse presque entièrement « bulbaire ». En supposant qu’il est acquis que l’on peut déduire la distribution de la masse d’une galaxie spirale en étudiant sa courbe de rotation (par photométrie multicolore notamment à travers les données collectées par mesures dans la raies HI à 21 cm), comparer leurs courbes de rotation a donc du sens, puisqu’il ne devrait pas être possible pour deux galaxies de morphologie si différente d'avoir des courbes de rotation similaires (dès lors qu’il est postulé que la distribution de la matière lumineuse est liée à la distribution de la masse totale).

 

Or une série d’observations de NGC 891 et de NGC 7814 effectuées entre 1983 et 1995 par Van der Kruit révélait des courbes de rotation similaires, ce qui allait dans le sens contraire de ce postulat qu’il existe une corrélation étroite entre la distribution de la lumière et la forme de la courbe de rotation des galaxies spirales.

 

Puisqu’il ne fait guère de doute que les distributions lumineuses de NGC 891 et de NGC 7814 sont très différentes, les auteurs se dont donc concentrés sur une réévaluation de leurs courbes de rotation.  Si le télescope utilisé est le même (il s’agit du Westerbork Synthesis Radio Telescope (WSRT)) Les dates des différentes observations ont leur importance puisque les courbes de rotation publiées par Van der Kruit pour NGC 891 et pour NGC 7814 ont été obtenues à partir d’observations de la raie HI entre 1979 et en 1982. Et si la courbe de rotation de NGC 891 avait été obtenue directement des observations (en utilisant une méthode « d’enveloppe » de vélocité), celle de NGC 7814 l’avait été à partir de modèles dérivés. Ainsi, les deux courbes semblaient similaires en première approximation, mais les observations H I, en particulier celles de NGC 7814, avaient des rapports signal / bruit médiocres dans les régions centrales et les courbes présentaient de grandes incertitudes ou ne pouvaient pas être dérivées du tout.

Les nouvelles observations réalisées par Fraternali et son équipe diffèrent donc sensiblement de celles de 1980 ; les auteurs ont pu montrer que les courbes de rotation étaient bel et bien différentes. Ouf ! la théorie est sauve.

NGC 7814 Jean-Brice GAYET

Sources :

 

A tale of two galaxies: light and mass in NGC 891 and NGC 7814. F. Fraternali, R. Sancisi and P. Kamphuis. Astronomy & Astrophysics, manuscript no. Fraternali. June 20, 2018

 

The H I Halo of NGC 891. R.A. Swaters, R. Sancisi, J.M. van der Hulst. Astrophysical Letters and Communications, Vol. 31, p.161

 

A dust component ~2 kpc above the plane in NGC 891. P. Kamphuis, B. W. Holwerda, R. J. Allen, R. F. Peletier and P. C. van der Kruit.  A&A Volume 471, Number 1. August 2007

 

The Globular Cluster System of the Spiral Galaxy NGC 7814. K. L. Rhode & S. E. Zepf. The astronomical journal, 126 : 2307-2316, 2003 November.

 

Looking Through the Dust - the Edge-on Galaxy NGC 7814 in the Near-Infrared. R. F. Peletier, J. H. Knapen. The Messenger, vol. 70, p. 57-61

Page créée le 24/01/2019

Modifiée le 27/01/2019