NGC 4594 - M104 : des diamants sur un Sombrero

NGC 4594 M104 Jean-Brice GAYET

NGC 4594, nuits du 24 et du 28 mars 2019. Rowe, Nouveau Mexique

Planewave CDK12.5. SBIG STF 8300 MM. Paramount ME II.

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NGC 4594  (également connue sous le nom d'objet Messier 104 ou - et surtout - comme la galaxie du Sombrero) est une galaxie située à 9,55 Mpc (soit 31.1 millions d’années lumières) dans la constellation de la Vierge. Elle a un diamètre d’environ 15 kpc (50 000 Al), soit environ 30% de la taille de la Voie Lactée. Elle présente un noyau brillant, un bulbe central exceptionnellement grand et une traînée de poussière bien visible dans son disque incliné. La bande de poussière sombre et le renflement donnent à cette galaxie son apparence si particulière qui lui a valu son surnom. S’il a été longtemps cru que le halo était petit et léger, révélateur d’une galaxie spirale, le télescope spatial Spitzer a révélé que l’anneau de poussière autour de la galaxie était plus grand et plus massif qu’on ne le pensait auparavant, révélant ainsi que le sombrero une galaxie elliptique géante. Elle présente une magnitude apparente de +8,0, étant la galaxie dont la magnitude absolue est la plus élevée dans un rayon de 10 mégaparsecs autour de la Voie Lactée.

NGC 4594 - M104 Jean-Brice GAYET
Crop, couche L

Elle fut découverte pour la première fois le 11 mai 1781 par Pierre Méchain, qui la décrivit dans une lettre de 1783 adressée à J. Bernoulli (publiée ultérieurement dans le Berliner Astronomisches Jahrbuch). William Herschel la découvrit indépendamment en 1784 et nota le premier la présence d'une "strate sombre" dans le disque de la galaxie, l’un des éléments les plus frappants de cette galaxie étant cette bande de poussière qui forme un anneau symétrique autour du bulbe. La majeure partie de l'hydrogène gazeux atomique froid et de la poussière de M104 se trouve dans cet anneau, qui semble également contenir la majeure partie du gaz moléculaire froid de la galaxie. En spectroscopie infrarouge, l'anneau de poussière apparaît comme le site principal de la formation d'étoiles dans la galaxie.

 

M104 Jean-Brice GAYET

 La galaxie de Sombrero se situe dans un nuage complexe de galaxies en forme des filaments qui s'étend au sud du groupe de la Vierge. Cependant, il est incertain qu'elle fasse partie d'un groupe formel de galaxies. Les méthodes hiérarchiques d'identification des groupes, qui déterminent l'appartenance à un groupe en considérant si les galaxies individuelles appartiennent à un plus grand ensemble de galaxies, semblent montrer que M104 fait partie d'un groupe comprenant NGC 4487, NGC 4504, NGC 4802, NGC 4804, UGCA 289 ainsi que quelques autres galaxies. Mais des résultats reposant sur la méthode de percolation (ie. méthode des "amis d'amis", qui relie des galaxies individuelles pour déterminer l'appartenance à un groupe) indique que M104 ne ferait partie d'aucun groupe, ou qu'elle semble faire partie d'une paire de galaxies avec UGCA 287. Simbad ne la relie qu’à NGC 4504 et NGC 4804.

 

Ceci étant, elle est accompagnée d'une galaxie naine ultracompacte, SUCD 1, de masse de 3,3.10^7 M☉ découverte en 2009 de magnitude absolue de -12.3, avec un rayon au sein duquel la moitié de sa lumière est émise de seulement 47.9 années lumières.

M104 SUCD 1 Jean-Brice GAYET
Zoom sur SUCD 1

Le noyau de M104 est de type LINER. Pour rappel, il s’agit d’une région au sein de laquelle du gaz ionisé est présent, mais dont les ions ne sont que faiblement ionisés (c’est-à-dire que les atomes ne manquent d’électrons qu’en relativement faible nombre). La source d'énergie pour l'ionisation du gaz des régions LINER peut être alimentée par de jeunes étoiles chaudes (comme dans les régions de formation d'étoiles) ou par des noyaux galactiques actifs (comme dans le cas des régions hautement énergétiques contenant des trous noirs supermassifs). Les observations par spectroscopie infrarouge ont montré que le noyau de M104 est dépourvu d'activité de formation d'étoiles significative. Or les données spectroscopiques du CFHT et du télescope spatial Hubble montrent que la vitesse de révolution des étoiles dans le centre de la galaxie ne peut être maintenue sans une masse égale à 1 milliard de fois celle du Soleil, faisant suspecter la présence d’un trou noir supermassif qui serait l'un des trous noirs les plus massifs parmi les galaxies les plus proches. Ce trou noir supermassif est probablement la source d'énergie qui ionise faiblement le gaz du Sombrero.

 

Aux longueurs d'onde radio et X, le noyau est une source importante de rayonnement synchrotron (rayonnement qui se produit lorsque des électrons de grande vitesse oscillent en traversant des régions soumises à des champs magnétiques puissants). Cette émission est assez commune dans les noyaux galactiques actifs et présente parfois des variations dans le temps, comme dans le cas de M104, qui présente une émission radio qui varie de 10 à 20%.

Séquence souvenirs : M104 vue par Sandage au Mont Palomar
Séquence souvenirs : M104 vue par Sandage au Mont Palomar

 De façon plus remarquable, il a été mis en évidence en 2006 une émission d’un rayonnement térahertz du noyau de la galaxie de Sombrero à la longueur d'onde 850 µm, ne provenant ni des émissions thermiques de poussières (généralement observées dans les longueurs d’onde infrarouge et submillimétriques), ni du rayonnement synchrotron (généralement observé dans les longueurs d’onde radio) ni des émissions de Bremsstrahlung émises par le gaz chaud (rarement observé à des longueurs d’onde millimétriques) ni enfin par le gaz moléculaire (qui produit couramment des raies spectrales submillimétriques). La source de ce rayonnement térahertz reste non identifiée.

 

Mais l’élément le plus remarquable pour les amateurs que nous sommes sont les amas globulaires de M104. Sur cette photo, la plupart des petits points blancs dans et autour du halo correspondent à des amas globulaires de M104… La galaxie en présente un nombre relativement important puisque les études observationnelles estiment leur population entre 1 200 et 2 000. Ceci étant, le ratio entre le nombre d'amas globulaires et la luminosité totale de M104 est comparable à celui des autres galaxies à  gros bulbe, tendant à faire penser que le nombre d'amas globulaires dans les galaxies serait lié à la taille de leur bulbe. La densité de surface des amas suit le profil de lumière du bulbe, sauf à proximité du centre de la galaxie.

Les amas globulaires de M104 référencés sur Aladin
Les amas globulaires de M104 référencés sur Aladin

Zoom sur M104 et ses amas par Hubble, l'image de droite présente un masque

NGC 5494 - M104 Jean-Brice GAYET
M104 et ses voisines

Sources :

 

The distribution of neutral hydrogen in the Sombrero galaxy, NGC 4594. E. Bajaja, G. Van Der Burg, S. M. Faber,  J. S.Gallagher  et al. Astronomy & Astrophysics. 141: 309–317.

 

The large-scale radio continuum structure of the Sombrero galaxy (NGC 4594). E. Bajaja,R.-J. Dettmar,E. Hummel, R. Wielebinski. Astronomy and Astrophysics (ISSN 0004-6361), vol. 202, no. 1-2, Aug. 1988, p. 35-

 

Hubble Space Telescope Spectroscopic Evidence for a 1 × 109 M☉ Black Hole in NGC 4594. J. Kormendy, R. Bender, A. A. Ajhar, A.dressler, S. M. Faber, K. Gebhardt, C. Grillmair, T. R. Lauer, D. Richstone, and S. Tremaine. The Astrophysical Journal Letters, 473 (2): L91–L94, 1996 December 20.

 

The radio sources in the nuclei of NGC 3031 and NGC 4594. A. G. de Bruyn, P. C. Crane, R. M. Price, J. B. Carlson. Astronomy & Astrophysics. 46: 243–251.

 

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Hubble Space Telescope photometry of globular clusters in the Sombrero galaxy. S. S. Larsen, D. A. Forbes, J. P. Brodie. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 327 (4): 1116–1126

 

The Stellar Halo of M104. I. A Survey for Planetary Nebulae and the Planetary Nebula Luminosity Function Distance. H. C. Ford, X. Hui, R. Ciardullo, G. H. Jacoby, K. C. Freeman . The Astrophysical Journal. 458: 455–466.

 

An ultra-compact dwarf around the Sombrero galaxy (M104): the nearest massive UCD. G. Hau, L. Spitler, D. Forbes, R. Proctor,J. Strader, J. Mendel, J. Brodie, W. Harris. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters. 394 (1): L97–L101.

Page créée le 05/04/2019