NGC 6946, un feu d'artifice le soir du 15 juin 2018

NGC 6946 Jean-Brice GAYET

NGC 6946, 15 juin 2018. Nerpio

C11 Edge HD Réducteur de focale x0.72 ATIK 4000 MM

Monture Paramount ME

10 poses unitaires de 150 secondes en filtre L, R, G, B et Ha

Résolution de 0.78"

A cheval sur les constellations du Cygne et de Céphée (cf. photo ci-dessous) NGC 6946, dite Galaxie du feu d'artifice, est l'une des plus grandes galaxies spirales du ciel à la distance d'une vingtaine de millions d'années-lumière. Sa faible inclinaison (38◦) la rend idéale pour toute une série d'études et notamment la cartographie des modifications des propriétés astrophysiques à travers les galaxies. 

 

Elle présente une structure en spirale multiple avec un bras exceptionnellement lumineux au nord-est de la galaxie. Siège de plusieurs régions HII géantes brillantes (l'hydrogène ionisé, celui des nébuleuses en émission, comme la Rosette), cette galaxie Sc (SABc, petit noyau, grandes spirales) a une formation stellaire active - son SFR (Stellar Formation Rate) est de l'ordre de 7.1 masses solaires par an - ainsi que de forts champs magnétiques, bien que son noyau présente une activité stellaire intermédiaire et une absence d'AGN (Active Galactic Nucleus, région compacte au centre des galaxies qui a une luminosité beaucoup plus élevée que la normale sur au moins une partie - voire la totalité - du spectre électromagnétique, avec des caractéristiques indiquant que la luminosité en excès n'est pas produite par des étoiles. Une galaxie hébergeant un AGN s'appelle une galaxie active. On pense que le rayonnement d'un AGN résulte de l'accrétion de la matière par un trou noir supermassif au centre de sa galaxie hôte).  

Sa masse dynamique est estimée à 1.9 × 10^11 masses stellaires.

NGC 6946 Jean-Brice GAYET

 

Et donc, NGC 6946 a fait l'objet d'études approfondies dans presque toutes les bandes de longueurs d'onde y compris une étude de son rayonnement synchrotron et il a été constaté assez tôt qu'elle possédait une forte activité nucléaire ainsi qu'une activité de formation d'étoiles élevée au sein de son disque. D'ailleurs, en 2008, NGC 6946 avait enregistré neuf supernovae au cours des 91 années précédentes dont trois entre 2001 et 2008, soit le plus grand nombre de supernovae connu dans n'importe quelle galaxie.

C11 Edge HD Réducteur de focale x0.72 ATIK 4000 MM     10 poses unitaires de 150 secondes en filtre L, R, G, B et Ha  Résolution de 0.78"

Une galaxie à cheval sur les constellations de Céphée et du Cygne !

Ainsi, par exemple, une étude sur la distribution et la cinématique de HI (hydrogène neutre) dans la galaxie pendant 192 heures à 21 cm avec le radiotélescope Westerbork Synthesis a mis en évidence de l'hydrogène neutre à grande vitesse (jusqu'à 100 km/s) et 121 "trous" de HI, dont la plupart sont situés dans les régions internes où la densité du gaz et le taux de formation d'étoiles sont plus élevés. Une grande partie du gaz à haute vélocité semble être liée à la formation d'étoiles et être, dans certains cas, associée à des trous HI. La cinématique globale du gaz à grande vitesse est caractérisée par une rotation plus lente par rapport à la rotation régulière du disque.

Le second volet qui intéresse particulièrement les chercheurs chez NGC 6946 sont ses sources à rayons X. NGC 6946 possède 5 ULXs. Les sources à rayons X ultra-lumineuses (ULX, Ultraluminous X-ray sources) sont des sources punctiformes non-nucléaires à intensité de luminosité dans le spectre en X intermédiaire entre celle des trous noirs de masse stellaire et celle des trous noirs supermassifs. 

 

Les populations des sources de rayons X dans les galaxies sont dominées - aux luminosités élevées - par des binaires à rayons X (X-Ray binaries, XRB) composées d'un compagnon stellaire et soit d'une étoile à neutron en accrétion soit d'un trou noir. Par ailleurs, les galaxies présentent généralement aussi des restes de supernovas récentes (Supernova remnants, SNR) dans cette gamme de luminosité. Sans surprise, les populations à rayons X dans les galaxies de type précoces (E et S0) sont principalement constituées de binaires de faible masse (Low-mass X-Ray Binary, LMXB), alors que les galaxies avec des populations stellaires plus jeunes (galaxies spirales et irrégulières) ont généralement une fraction beaucoup plus élevée de binaires à rayons X de grande masse (HMXB), à durée de vie plus courte. Dans les galaxies avec un taux élevé de formation d'étoiles, les HMXB sont particulièrement fréquentes.

Une première publication de 2003 a porté sur l'étude des sources discrètes de rayons X dans NGC 6946 (ie. le contraire de "continu"), dominées par des binaires X de masse élevée, contrairement aux distributions des sources de M31 ou de la Voie Lactée.

Par ailleurs les auteurs observaient déjà à l'époque que les sources fortes de rayons X proche de la région du centre galactique n'étaient pas corrélées aux observations dans le proche infra-rouge, et que l'une d'entre elles pouvait coïncider avec le centre galactique. Enfin, les auteurs constataient que la source de rayons X ultralumineuse non centrale de NGC 6946 (cf infra), précédemment identifiée comme un résidu de supernova, avait un spectre X et une luminosité qui n'étaient pas cohérents avec une nébuleuse de vent de pulsar traditionnelle ou un reste d'onde de souffle (la nébuleuse du Crabe, est un exemple de nébuleuse de vent de pulsar (pulsar wind nebula, PWN). Il s'agit d'un rémanent de supernova dont l'intensité décroît du centre au bord. On parle également de rémanent « plein ». Elles sont aussi appelées plérions)

Les positions de 72 sources de rayons X affichées sur l'image optique de NGC 6946.

Les cercles d'erreur de position augmentent avec la distance du point de visée de Chandra, qui est approximativement 3' au sud-ouest du noyau galactique.

Un second papier publié ultérieurement (en 2008) s'est intéressé aux variations de ces sources dans le temps (surveillance sur plusieurs années par Chandra). 

 

Une autre étude (publiée en 2010) s'est intéressée plus spécifiquement au spectre d'ULX4, source X ultra lumineuse, obtenu par spectroscopie à longue fente du Keck entre 3100-9360 angström et a montré qu'il était dominé par des raies d'émission, suggérant qu'il s'agissait plutôt d'une émission liée à une nébuleuse autour de la source ou par le disque d'accrétion lui-même plutôt que par l'étoile compagne. Les auteurs évoquaient alors deux hypothèses : la première observation d'un trou noir de masse intermédiaire ou la mise en évidence d'un trou noir de masse stellaire avec des super-flux d'Eddington.

 


La liste des sources est éloquente :

 

R.J. Tuffs, D. Lemke, C. Xu, J.I. Davies, C. Gabriel, I. Heinrichsen, G. Helou, H. Hippelein, N.Y. Lu, and D. Skaley "ISOPHOT Maps of NGC 6946 in the range lambda 60-200 µm" Astron. Astrophys. 315, L149–L152 (1996)
 

S. S. Holt, E. M. Schlegel, U. Hwang, and R. Petre "CHANDRA OBSERVATION OF THE X-RAY SOURCE POPULATION OF NGC 6946" The Astrophysical Journal, 588:792–800, 2003 May 10
 

J. K. Fridriksson, J. H., Walter H. G. Lewin, A. K. H. Kong, and D. Pooley "THE LONG-TERM VARIABILITY OF THE X-RAY SOURCES IN NGC 6946 AND NGC 4485/4490" The Astrophysical Journal Supplement Series, 177:465Y492, 2008 August
 

R. Boomsma, T. A. Oosterloo, F. Fraternali, J. M. van der Hulst, and R. "HI holes and high-velocity clouds in the spiral galaxy NGC 6946"  Astron. Astrophys., 490, 555–570, (2008)
 

D. S. Wong, P. Kaaret, H. Feng "Optical Observations of the ULX in NGC 6946" JAXA Special Publication JAXA-SP-09-008E
 

mais aussi :

 

A. B. Romeo, K. Fathi "A double molecular disc in the triple-barred starburst galaxy NGC 6946: structure and stability" Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 451, Issue 3, 11 August 2015, Pages 3107–3116. 
 

W. Walsh, R. Beck1, G. Thuma, A. Weiss, R. Wielebinski & M. Dumke "Molecular gas in NGC 6946"  A&A manuscript
 

J. I. Davies, P. Alton, M. Trewhella, R. Evans and S. Bianchi "200-mm ISO observations of NGC 6946: evidence for an extended distribution of cold dust" Mon. Not. R. Astron. Soc. 304, 495±500 (1999)
 

D. H. Rogstad. G. S. Shostak and A. H. Rots "APERTURE SYNTHESIS STUDY OF NEUTRAL HYDROGEN IN THE GALAXIES NGC 6946 AND IC 342" A. H. 1973, A&A, 22, 111
 

J.I Harnett "The magnetic fields of NGC 6946 and NGC 4945" eophysical & Astrophysical Fluid Dynamics  Volume 50, 1990 - Issue 1-3
 

E. Y. Khachikian and K. A. Sahakian "SPIRAL STRUCTURE AND DISTRIBUTION OF STELLAR ASSOCIATIONS IN NGC 6946" The Spiral Structure of Our Galaxy pp 87-90
 

Etc etc.

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page créée le 19/06/2018