[Grosse pétouille] M82, le prototype des galaxie à sursauts de formation d'étoiles

[JB Gayet 1 593]

 

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

 

 

Image Plate Solver script version 5.1.1

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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.

 

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.

 

Le réseau de poussières vu par Hubble

 

La mise en évidence des deux bras de M82 en proche IR

 

 

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.

 

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.

 

Les régions A, C, D et E

 

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.

 

 

M82 vue par Chandra

 

 

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

 

 

 

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 

 

 

 

 

 

[polo0258 38 363]

 c'est magnifique , très belles images et c'est très intéressant !

 un grand bravo et grand merci jb !

 poloi

[ALAING 58 814]

C'est pas une nouvelle version, là c'est vraiment d'autres prises de vue ?

Elle est très belle, et son histoire est fort intéressante

Mais . . . je la verrais bien avec une lichette de rouge en plus

Bonne soirée,

AG

[Malik 1 118]

Un régal merci ! 

[jeffbax 7 338]

Super ce fil, j'ai appris plein de choses sur cette galaxie. Merci.

 

Ils se trouvent où dans la galaxie ces 4 amas ? Peut-être intéressant en poses rapides

 

Ton image est très belle. Comme Alain pour un poil de rouge en plus.

 

JF

Modifié 20 mars 2019 par jeffbax

[JB Gayet 1 593]

@ALAING : oui, il y a un ajout de trois nuits au total de prises de vue, avec du Ha en plus. Je pense que je pourrais plus contraster certains filaments, mais ça signifierait passer par photoshop, et ça s'éloignerait de l'image réellement acquise à mon sens. Ou alors il faut que je fasse des masques très "ciblés" (et qui "dénaturent" un peu trop l'image, même si effectivement elle est plus flashy  )

[jeffbax 7 338]

Re-salut,

 

@JB Gayetnos posts ont dû se croiser. Saurais-tu situer ses 4 amas A,C,D,E dans la galaxie ? Je voudrais les regarder de plus près

 

Merci encore pour cette découverte.

 

JF

[Sauveur 26 855]

Excellent 

[JB Gayet 1 593]

Il y a 2 heures, jeffbax a dit :

@JB Gayetnos posts ont dû se croiser. Saurais-tu situer ses 4 amas A,C,D,E dans la galaxie ? Je voudrais les regarder de plus près

 

Ooops désolé. Oui je te mets ca d'ici 1H

[JB Gayet 1 593]

done : 

 

 

 

Ca te suffit ? j'aimerai bien voir si tu arrives  à les résoudre... je vais essayer avec mon nouveau set-up, qui a une résolution bcp plus fine, mais j'ai comme un doute :))

[skywatcher 5 986]

Superbe image et merci pour toutes ces recherches

Daniel 

[jeffbax 7 338]

@JB Gayet: merci infiniment, je n'en demandais pas tant, c'est génial.

 

Il y a 12 heures, JB Gayet a dit :

Ca te suffit ? j'aimerai bien voir si tu arrives  à les résoudre... je vais essayer avec mon nouveau set-up, qui a une résolution bcp plus fine, mais j'ai comme un doute :))

 

J'ai bien une idée, mais ça va être coton et je doute aussi ! Je vais voir si ça passe en poses rapides, genre à 200 ou 100 ms. Ce qui me conforte c'est l'image Ha. Je vais tenter un filtre rouge pour gagner en résolution. Qui ne tente rien … C'est le genre de délire que j'aime bien

 

Merci

 

JF

Modifié 21 mars 2019 par jeffbax

[VirginieN 642]

Merci pour toutes ces informations enrichissantes. On a toujours envie d'en savoir plus et là, c'est top.

 

Virginie

[exaxe17 5 749]

Ton post est hyper riche en info! C'est tres bon tout ceci!

Pour l'image , il me semble que le ha fait un peu de halo autour des etoiles?

Et je penserais que les jets de la galaxie sortiraient plus que cela...

Tu commences à avoir un paquet d'article tres enrichissant!

[jp-brahic 4 077]

très belles image et super documentation  

[JB Gayet 1 593]

Merci à tous pour vos commentaires. 

 

Il y a 3 heures, exaxe17 a dit :

Pour l'image , il me semble que le ha fait un peu de halo autour des etoiles?

Et je penserais que les jets de la galaxie sortiraient plus que cela...

 

Moi aussi  Je pense que je m'y suis prix comme un manche pour la fusion de la couche R avec la couche Ha. J'ai trouvé plein de façon différentes de le faire sur le web et une seule m'a parue convaincante, mais par contre au prix effectivement d'une perte de résolution de la couche R (liée aux conditions d'acquisition de la couche Ha, un peu moins bonnes) et à un masque probablement "trop large" de ma part. Mais après pas mal d'heures passées dessus, j'ai eu besoin de tourner la page  Lorsque les traitements seront plus naturels, je pense que j'en reprendrai certains...

 

Mais soit je garde en contraste le centre soit c'est les jets :)) Je sais que beaucoup sont adeptes de fusionner deux images en fin de traitement pour arriver à ce genre de résultat, mais je pense qu'il faut que je progresse encore en traitement ; les magiciens de Pix semblant s'en sortir sans