NGC 1068 aka M77, la mère de toutes les Seyfert

NGC 1068 M77 Jean-Brice GAYET

NGC 1068 aka M77, le 03 janvier 2019. Nerpio.

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

Logiciels CCD AP, MaximDL et Pixinsight (sans Photoshoping)

Poses unitaires de 150 secondes. 73 poses en filtre L, 11 R , 16 B. G synthétique.

Résolution de 0.78"

M77 (Messier 77 ou NGC 1068) = PGC 10266 = 2MASX J02424077-0000478 = MCG+00-07-083 = IRAS 02401-0013 =  UGC 2188 =  IRAS F02401-0013 = AAVSO 0237-00… ouF ! ) est une galaxie spirale  située dans la constellation de la Baleine à environ 34,5 millions d'années-lumière de la Voie lactée.

 

Elle a été découverte par Pierre Méchain en 1780 qui la définit alors comme une nébuleuse. Méchain communiqua sa découverte à Charles Messier qui l'ajouta dans son catalogue. Messier puis William Herschel décrivirent tous les deux cette galaxie comme étant un amas d'étoiles. 

 

Avec les galaxies NGC 1055, NGC 1073, UGC 2275, UGC 2302 et UGCA 44, elle forme le « groupe de M77 ».

 

Per Dreyer la décrit comme "très brillante, très grande, irrégulièrement arrondie, soudainement plus brillante au milieu. Noyau partiellement résolu (quelques étoiles vues) ».

 

M77 a été utilisé par Gérard de Vaucouleurs comme galaxie type morphologique (R)SA(rs)b dans son atlas des galaxies. La notation (R) correspond à Ring, la galaxie étant entourée d'un anneau extérieur. Simbad la classe SAb C.

NGC 1068 M77 Jean-Brice GAYET

Elle est dotée d'un noyau actif qui est caché aux longueurs d'onde visibles par un nuage de poussière interstellaire. C'est une galaxie de Seyfert de type 2. Et ce n’est pas n’importe laquelle d’entre elles, car elle fut la première des Seyfert à être authentifiée en tant que tel.

 

Pour mémoire, les galaxies de Seyfert sont des galaxies spirales caractérisées par un noyau extrêmement brillant et compact. D'une brillance de surface très élevée, leur noyau représente l'une des plus grandes sources de rayonnement électromagnétique connues de l'Univers, probablement liée au trou noir supermassif en leur centre. Elles représenteraient plus de 5 % de l'ensemble des galaxies de l'univers observable. Elles forment un des deux groupes importants de galaxies actives, l'autre groupe étant les quasars. Elles ont été nommées d'après Carl Seyfert, qui a étudié ces objets au cours des années 1940.

 

Les galaxies de Seyfert ont été observées pour la première fois en 1908 à l'observatoire Lick par Edward A. Fath et Vesto Slipher (lien vers article assez intéressant concernant l’histoire de l’astronomie, et notamment la découverte de ces « univers-îles » qui allaient devenir nos galaxies, Lick Obs. Bull., 5, 71, 1908) Ces derniers voulaient observer le spectre lumineux d'objets astronomiques qu'ils croyaient être des « nébuleuses spirales » à l'époque. Lors de leurs observations, ils ont remarqué que NGC 1068 émettait (cinq puis) six raies d'émission brillantes, ce qui était inhabituel car la plupart des objets astronomiques observés auparavant présentaient un spectre d'absorption semblable aux étoiles.

 

En 1926, Edwin Hubble observe les raies d'émission de M77 et de deux autres « nébuleuses » semblables. Il les classe dans la catégorie des objets extragalactiques. En 1943, Carl Seyfert découvre d'autres galaxies similaires à NGC 1068 et indique que ces galaxies ont un noyau galactique très brillant et que celui-ci produit de larges raies d'émission.

 

Les recherches se poursuivent au cours des années 1960-1970. En mesurant la taille de son noyau, des scientifiques découvrent que les raies d'émission dans NGC 1068 sont produites dans une région d'environ mille années-lumière, ce qui est très petit comparativement au diamètre de la galaxie entière. À l'époque, il est difficile de confirmer les estimations de distances et d'âges des galaxies de Seyfert car la brillance de leur noyau varie sur une échelle de temps de quelques mois et même quelques jours seulement.

 

Le diamètre du disque moléculaire et le plasma chaud associé aux matières cachant le noyau furent mesurés pour la première fois en ondes radio par le VLBA et le VLA. La poussière chaude autour du noyau a été mesurée en infrarouges moyen par le VLT.

 

A l'été 2014, le "chasseur d'exoplanètes" SPHERE est installé sur le VLT. Cet instrument pourvu d'une optique adaptative extrême couplée au mode d'observation polarimétrique a permis d’obtenir des observations du noyau actif de la galaxie NGC 1068 avec une qualité d'image inégalée. La résolution spatiale obtenue, de 2,5 pc (soit près de 20 fois meilleure que celle offerte sans système correcteur), a ainsi permis de mettre en évidence deux structures particulières au coeur du noyau actif : un double cône en forme de sablier et une structure centrale allongée perpendiculaire à l'axe du double cône. La première révèle ainsi clairement la région moins dense au sein de laquelle les nuages de gaz sont ionisés par le rayonnement intense issu du trou noir central supermassif. La seconde structure, allongée sur environ 55 pc et d'une épaisseur d'environ 20 pc, serait révélée par la diffusion de la lumière provenant de la source centrale sur la poussière de ce tore. Elle serait ainsi la première observation directe du tore de poussières postulé par le modèle unifié des noyaux actifs de galaxies.

Enfin, il est possible qu’une intense formation d’étoiles participe au rayonnement couplé aux sources actives au sein de volumes relativement faibles (3-20 pc) dans la plupart des galaxies Seyfert 2, comme le montre ce petit powerpoint assez facile à lire sur la formation d'étoiles dans les 30 parsecs centraux de NGC 1068 (présenté en 2004).

 

Il y a énormément de publications sur M77, mais je pense que l’essentiel est là : cette galaxie est en grande partie responsable des profonds changements survenus au début du XXème siècle dans la vision de l’univers chez les astronomes. Alors considéré comme tout entier contenu dans la Voie lactée, l’univers s’élargit en 1755 aux univers-iles suggérés par Kant. Mais c’est à l’astronome américain Vesto Slipher, en mesurant les vitesses radiales des « nébuleuses spirales » et notamment de NGC 1068, qu’il revient d’avoir montré que ces objets étaient indépendants des autres objets célestes qui, eux, forment notre galaxie. Ces travaux, très vite acceptés par les astronomes, furent utilisés par les premiers cosmologistes théoriciens, en particulier Willem De Sitter et Georges Lemaitre.

 

Il est intéressant de remarquer que malgré ces observations, la polémique sur les « nébuleuses spirales » resta entière (à la suite des hypothèse émises au XVIIIe siècle par Emmanuel Kant (1724-1804), qui avait suggéré qu’elles pourraient être des ensembles d’étoiles, identiques  à notre propre système de la Voie lactée, et qu’après lui on appellera les fameux « univers-îles » et par Pierre-Simon de Laplace (1749-1827) qui, lui, considéraient qu’elles pouvaient constituer des systèmes solaires en formation).

NGC 1068 M77 Jean-Brice GAYET

Sources :

 

Extragalactic nebulae. Edwin P. Hubble. The Astrophysical Journal vol. 64,‎ 1926, p. 321–369 

 

Nuclear Emission in Spiral Nebulae. C. K. Seyfert. The Astrophysical Journal, vol. 97,‎ 1943, p. 28–40

Page créée le 24/01/2019