NGC 3034 aka M82,  le prototype des galaxies à sursauts de formation d'étoiles

NGC 3034 M82 Jean-Brice GAYET

M82, nuits du 8, du 10 et du 16 mars 2019. Nerpio.

C11 Edge HD, réducteur de focale Célestron x 0.72, ATIK 4000 MM, Paramount ME

Logiciels CCD AP, MaximDL et Pixinsight (de type LRGB sans PhotoShoping)

Poses unitaires de 150 secondes

49L 19R 20G 25B 25Ha

 

 

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NGC 3034 est plus connue sous le nom de M82 ou galaxie du cigare (= GC 1950, WH IV 79 = 4 HON, Bode (18)). Avec plus de 5000 références dans la littérature, il s’agit de l’un des objets des catalogues de Messier les plus étudiés. Il est évidemment impossible de lister tout ce qui a été écrit sur elle.

 

Cette galaxie a été découverte par l'astronome allemand Johann Elert Bode le 31 décembre 1774 en même temps que M81 (NGC 3031), ce qui a donné 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 la signala ensuite 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.

 

M82 fait partie du groupe de M81. 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.

 

M82 est une galaxie spirale à sursaut d'étoiles de la Grande Ourse à environ 12,7 millions d'années-lumière  de magnitude 8.6, de type I0edge D. Per Dreyer la décrit comme "très brillante, très garande, très étendue (en trait) ».  Elle présente une large raie HI et des régions d'hydrogène ionisé. 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. M82 est trop rapprochée de la Voie lactée pour que l’on puisse utiliser la valeur du redshift pour calculer sa distance).

 

Une galaxie à sursaut de formation d'étoiles ou starburst galaxy est une galaxie présentant un taux exceptionnel de formation d'étoiles par rapport aux taux observés dans la plupart des galaxies. Ce phénomène est limité dans le temps et constitue une étape dans la vie d'une galaxie. Ces sursauts de formation d'étoiles résultent principalement d'une collision, ou d'une interaction avec une ou plusieurs galaxies proches. Le taux de formation d'étoiles dans une galaxie subissant un starburst est si grand que, si le taux était maintenu, les réservoirs de gaz à l'origine des étoiles se consumeraient sur des périodes beaucoup plus courtes que la durée de vie dynamique de la galaxie. Pour cette raison, on présume que ces sursauts sont temporaires. Parmi les galaxies à sursaut de formation d'étoiles bien connues, on citera aussi les galaxies des Antennes et IC 10.

NGC 3034 M82 Jean-Brice GAYET

Bien que M82 ait un aspect de galaxie irrégulière, une étude en proche infra-rouge en 2005 a mis en évidence deux bras spiraux symétriques. Ces bras ne sont pas visibles en raison à la fois de la luminosité élevée de la surface du disque, de la position presque sur la tranche de la galaxie (~80°) et enfin et surtout de l'obscurcissement produit par le réseau de filaments poussiéreux des images réalisées dans le visible.

M82 vue par Hubble
M82 vue par Hubble

Bien que M82 ait un aspect de galaxie irrégulière, une étude en proche infra-rouge en 2005 a mis en évidence deux bras spiraux symétriques. Ces bras ne sont pas visibles en raison à la fois de la luminosité élevée de la surface du disque, de la position presque sur la tranche de la galaxie (~80°) et enfin et surtout de l'obscurcissement produit par le réseau de filaments poussiéreux des images réalisées dans le visible.

Comme il s’agit de la galaxie à sursaut de formation d'étoiles la plus rapprochée de la Terre, elle constitue une cible favorite pour l'étude de ce genre de galaxie. Subissant l'influence de sa voisine M81, plus grande, les forces de marée produites par la gravité ont déformé M82 lors d’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 «isolée», et M82 est ainsi 5 fois plus lumineuse que la Voie lactée avec un centre des centaines de fois plus lumineux que celui de notre galaxie.

 

De fait, M82 a vraisemblablement subi plusieurs rencontres rapprochées avec M81, la dernière étant survenue il y a 200 à 500 millions d'années et qui a produit un sursaut de formation d'étoiles dont l'âge correspond à celui de certains ses amas. Ce sursaut aurait duré au moins 50 millions d'années avec un taux de formation d'environ 10 masses solaires par an. La rencontre d’il y a 200 millions d’années a par ailleurs canalisé une grande quantité de gaz au centre de la galaxie au cours des 200 derniers millions d'années et a permis la naissance des amas du cœur de la galaxie, liés à deux épisodes de sursauts de formation d'étoiles beaucoup plus récents, le dernier étant survenu il y a de 4 à 6 millions d'années seulement.

 

Cette hypothèse coïncide bien avec l’âge des étoiles du disque de M82, formées il y a 500 millions d'années et y laissant des centaines d'amas aux propriétés semblables à celles des amas globulaires de la Voie lactée mais plus jeunes, et dont l'activité de formation a cessé (en dehors du cœur) il y a 100 millions d'années. Au sein du halo, le taux de formation d'étoiles est par contre à un niveau très faible depuis 1 milliard d'années.

Les régions A, C, D et E
Les régions A, C, D et E

Ainsi, Hubble a mis en évidence 197 jeunes amas d'étoiles massives près du cœur, La masse moyenne de ces amas avoisinant les 200 000 masses solaires. 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) sont détectables dans cette région en lumière visible, ces amas correspondant à des sources connues d’émission de rayons X, d'infrarouge et d'ondes radio. Les jet de matière bipolaires de M82 semblent concentrés sur les amas A et C et ils seraient entretenus par l'énergie libérée par des supernovas qui se produiraient dans ces amas environ une fois par décennie.

M82 vue par Chandra, et les sources X1 et X2
M82 vue par Chandra, et les sources X1 et X2

Les observations réalisées en rayonnement X par Chandra montrent une région d'émission variable de rayon X située à environ 600 années-lumière du centre de M82, désignée sous le nom de M82 X-1. Il semble que ces émissions proviennent en fait du premier trou noir connu de masse intermédiaire, dont la masse serait comprise entre 200 et 500 masses solaires. A contrario, comme de nombreuses galaxies, M82 renferme un trou noir supermassif en son centre dont la masse estimée est de 30 000 000 masses solaires. En 2014 y fut découvert la source X ultralumineuse (ULX) M82 X-2. Il s'agit du pulsar le plus brillant connu à ce jour.

Elle fut le siège de plusieurs supernovas récentes : 2004am, 2008iz, poss. 2009? et enfin SN 2014J, de type 1a, découverte le 21 janvier 2014.

SN2014J vue par Hubble
SN2014J vue par Hubble

Source :

 

The Local Group and Other Neighboring Galaxy Groups.  I. D. Karachentsev. The Astronomical Journal, vol. 129, no 1,‎ janvier 2005, p. 178-188 

 

General study of group membership. II - Determination of nearby groups. A.M. Garcia. Astronomy and Astrophysics Supplement Series, vol. 100 #1,‎ juillet 1993, p. 47-90

 

 The Discovery of Spiral Arms in the Starburst Galaxy M82. Y.D. Mayya, L. Carrasco & A. Luna ? Astrophysical Journal, vol. 628,‎ juin 2005, p. L33-L36

 

The stellar velocity dispersion in the nucleus of M82. N. I. Gaffney, D. F. Lester & C. M. Telesco. The Astrophysical Journal, vol. 407,‎ 1993, p. L57–L60

 

Star cluster versus field star formation in the nucleus of the prototype starburst galaxy M 82. S. Barker, R. de Grijs & M. Cerviño. Astronomy & Astrophysics, vol. 484 #3,‎ avril 2008, p. 711-720 

M82 annotée Jean-Brice GAYET

Page créée le 20/03/2019