Bienvenue à Messier lundi! Dans notre hommage continu au grand Tammy Plotner, nous jetons un coup d'œil à la galaxie d'Andromède, également connue sous le nom de Messier 31. Profitez-en!
Au XVIIIe siècle, le célèbre astronome français Charles Messier a noté la présence de plusieurs «objets nébuleux» dans le ciel nocturne. Les ayant à l'origine confondus avec des comètes, il a commencé à en dresser une liste afin que d'autres ne commettent pas la même erreur que lui. Avec le temps, cette liste (connue sous le nom de catalogue Messier) comprendrait 100 des objets les plus fabuleux du ciel nocturne.
L'un de ces objets est la célèbre galaxie d'Andromède, la galaxie spirale la plus proche de la Voie lactée qui porte le nom de la zone du ciel dans laquelle elle apparaît (à proximité de la constellation d'Andromède). C'est la plus grande galaxie du groupe local, et a la particularité d'être l'un des rares objets qui se rapproche en fait de la Voie lactée (et devrait fusionner avec nous dans quelques milliards d'années!).
La description:
Nous approchant à environ 300 kilomètres par seconde, notre voisin galactique massif a fait l'objet d'études de la structure en spirale, des amas globulaires et ouverts, de la matière interstellaire, des nébuleuses planétaires, des restes de supernova, du noyau galactique, des galaxies compagnes, et plus depuis aussi longtemps que nous 'ai regardé son chemin avec un télescope. Il fait partie de notre groupe local de galaxies et ses deux compagnons facilement visibles ne sont qu'une partie des onze autres qui pullulent autour de lui.
Un jour, cette galaxie entrera en collision avec la nôtre, tout comme elle consomme maintenant son voisin - M32. Cependant, cela ne se produira pas avant plusieurs milliards d'années, alors ne vous inquiétez pas encore des immenses perturbations gravitationnelles! Et sans surprise, une galaxie géante comme Andromeda ne devient pas si grande en restant seule. Combien de fois la Grande Galaxie d'Andromède en a-t-elle consommé une autre? Plus d'une fois!
En 1993, le télescope spatial Hubble a révélé que le M31 avait un double noyau - un «reste» d'un autre repas! Comme la NASA et l'ESA l'ont déclaré à l'époque:
«Chacun des deux pics lumineux contient quelques millions d'étoiles densément emballées. L'objet le plus brillant est le noyau «classique» étudié à partir du sol. Cependant, HST révèle que le véritable centre de la galaxie est vraiment le composant gradateur. Une explication possible est que l'amas le plus brillant est le reste des restes d'une galaxie cannibalisée par M31. Une autre idée est que le véritable centre de la galaxie a été divisé en deux par une absorption de poussière profonde au milieu, créant l'illusion de deux pics. Cette image au feu vert a été prise avec la caméra grand champ et planétaire (WF / PC) de HST, en mode haute résolution, le 6 juillet 1991. Les deux pics sont séparés de 5 années-lumière. L'image Hubble mesure 40 années-lumière. »
Peut-être l'une des découvertes les plus fascinantes de Messier 31 ces dernières années a été faite par l'Observatoire Chandra X-Ray en orbite. L'image radiographique ci-dessous, réalisée avec le spectromètre d'imagerie CCD avancé (ACIS) du Chandra X-Ray Astronomy Center, montre la partie centrale de la galaxie d'Andromède. L’observatoire à rayons X de Chandra fait partie de la flotte des «grands observatoires» de la NASA avec le télescope spatial Hubble.
Le point bleu au centre de l'image est une source de rayons X «cool» d'un million de degrés où se trouve l'objet central massif d'Andromède, avec une masse de 30 millions de soleils, que de nombreux astronomes considèrent comme un trou noir supermassif. La plupart d'entre eux sont probablement dus à des systèmes binaires à rayons X, dans lesquels une étoile à neutrons (ou peut-être un trou noir stellaire) est en orbite étroite autour d'une étoile normale. »
Au fil des ans, nos études ont progressé encore plus avec la découverte d'une étoile binaire éclipsante dans Messier 31. Comme Ignasi Ribas (et al) l'a dit dans un 2005:
«Nous présentons la première analyse spectroscopique et photométrique détaillée d'un binaire à éclipses dans la galaxie d'Andromède (M31). Il s'agit d'un système semi-détaché de 19,3 mag avec des composants de type spectral O tardif et B précoce. A partir des courbes de vitesse lumineuse et radiale, nous avons effectué une détermination précise des masses et des rayons des composants. Leurs températures efficaces ont été estimées en modélisant les spectres des raies d'absorption. L'analyse donne une image essentiellement complète des propriétés du système, et donc une détermination précise de la distance à M31. »
En 2005, nous en avons découvert plus. À cette époque, Scott Chapman de Caltech, Rodrigo Ibata de l'Observatoire de Strasbourg et leurs collègues ont mené des études détaillées sur les mouvements et les métaux de près de 10 000 étoiles à Andromède, selon lesquelles le halo stellaire de la galaxie est «pauvre en métaux». Essentiellement, cela indique que les étoiles situées dans les limites extérieures de la galaxie manquent d'éléments plus lourds que l'hydrogène.
Selon Chapman, cela était surprenant car l'une des principales différences supposées exister entre Andromède et la Voie lactée était que le halo stellaire du premier était riche en métaux et que le second était pauvre en métaux. Si les deux galaxies sont pauvres en métaux, alors elles doivent avoir eu des évolutions très similaires. Comme l'a expliqué Chapman:
"Probablement, les deux galaxies ont commencé dans un demi-milliard d'années du Big Bang, et au cours des trois à quatre milliards d'années suivantes, les deux se sont accumulées de la même manière par des fragments protogalactiques contenant de plus petits groupes d'étoiles tombant dans les deux matières noires. halos. "
Bien que personne ne sache encore de quoi est faite la matière noire, son existence est bien établie en raison de la masse qui doit exister dans les galaxies pour que leurs étoiles tournent autour des centres galactiques. En fait, les théories actuelles de l’évolution galactique supposent que les puits de matière noire agissaient comme une sorte de «semence» pour les galaxies d’aujourd’hui, la matière noire attirant de plus petits groupes d’étoiles lorsqu’elles passaient à proximité.
De plus, des galaxies comme Andromède et la Voie lactée ont probablement englouti environ 200 galaxies et fragments protogalactiques plus petits au cours des 12 derniers milliards d'années. Chapman et ses collègues sont arrivés à la conclusion sur le halo d'Andromède pauvre en métaux en obtenant des mesures minutieuses de la vitesse à laquelle les étoiles individuelles se dirigent directement ou s'éloignent directement de la Terre.
Cette mesure est appelée la vitesse radiale, et peut être déterminée très précisément avec les spectrographes d'instruments majeurs tels que le télescope Keck-II de 10 mètres, qui a été utilisé dans l'étude. Sur les quelque 10 000 étoiles d'Andromède pour lesquelles les chercheurs ont obtenu des vitesses radiales, environ 1 000 se sont révélées être des étoiles dans le halo stellaire géant qui s'étend vers l'extérieur de plus de 500 000 années-lumière.
On pense que ces étoiles, en raison de leur manque de métaux, se sont formées assez tôt, à un moment où le halo massif de matière noire avait capturé ses premiers fragments protogalactiques. Les étoiles qui dominent plus près du centre de la galaxie, en revanche, sont celles qui se sont formées et ont fusionné plus tard, et contiennent des éléments plus lourds en raison des processus d'évolution stellaire.En plus d'être pauvres en métaux, les étoiles du halo suivent des orbites aléatoires et ne sont pas en rotation.
En revanche, les étoiles du disque visible d'Andromède tournent à des vitesses supérieures à 200 kilomètres par seconde. Selon Ibata, l'étude pourrait conduire à de nouvelles perspectives sur la nature de la matière noire. "C'est la première fois que nous avons pu obtenir une vue panoramique des mouvements des étoiles dans le halo d'une galaxie", explique Ibata. «Ces étoiles nous permettent de peser la matière noire et de déterminer comment elle diminue avec la distance.»
Histoire de l'observation:
Andromède était connu comme le «petit nuage» pour l'astronome persan Abd-al-Rahman Al-Sufi, qui l'a décrit et représenté en 964 après JC dans son Livre des étoiles fixes. Cette merveilleuse galaxie a également été cataloguée par Giovanni Batista Hodierna en 1654, Edmund Halley en 1716, par Bullialdus 1664, et encore par Charles Messier en 1764.
Comme la plupart des objets qu'il a ajoutés au catalogue Messier, il a d'abord confondu la galaxie avec un objet nébuleux. Comme il l'a écrit sur l'objet dans ses notes:
«Le ciel a été très bon dans la nuit du 3 au 4 août 1764; et la constellation d'Andromède était proche du méridien, j'ai examiné avec attention la belle nébuleuse de la ceinture d'Andromède, découverte en 1612 par Simon Marius, et qui a été observée depuis avec grand soin par différents astronomes, et enfin par M Le Gentil qui a donné une description très ample et détaillée dans le volume des Mémoires de l'Académie pour 1759, page 453, avec un dessin de son apparence. Je ne rapporterai pas ici ce que j'ai écrit dans mon Journal: j'ai utilisé différents instruments pour examiner cette nébuleuse, et surtout un excellent télescope grégorien de 30 pouces de focale, le grand miroir ayant 6 pouces de diamètre, et grossissant 104 fois ces objets: le milieu de cette nébuleuse est apparu assez lumineux avec cet instrument, sans aucune apparence d'étoiles; la lumière diminua jusqu'à s'éteindre; il ressemble à deux cônes ou pyramides de lumière, opposés à leurs bases, dont l'axe était dans la direction nord-ouest à sud-est; les deux points de lumière ou les deux sommets sont distants d'environ 40 minutes d'arc; Je dis à propos de la difficulté de reconnaître ces deux extrémités. La base commune des deux pyramides est de 15 minutes: ces mesures ont été faites avec un télescope newtonien de 4 pieds et demi de distance focale, équipé d'un micromètre de fils de soie. Avec le même instrument, j'ai comparé le milieu des sommets des deux cônes de lumière avec l'étoile Gamma Andromedae de quatrième grandeur qui est très proche d'elle, et peu éloignée de son parallèle. A partir de ces observations, j'ai conclu l'ascension droite du milieu de cette nébuleuse comme 7d 26 ′ 32 ″, et sa déclinaison comme 39d 9 ′ 32 ″ nord. Depuis quinze ans durant lesquels j'ai vu et observé cette nébuleuse, je n'ai pas remarqué de changement dans ses apparences; l'avoir toujours perçu sous la même forme. »
Un grand nombre d'astronomes observeraient la galaxie d'Andromède au fil des ans, chacun la décrivant de façon colorée. Cependant, comme nous le savons par l'histoire, il faudrait un certain temps avant que sa véritable nature de galaxie externe ne soit découverte. C’est là que nous devons accorder le plus grand respect à Sir William Herschel, qui savait très en avance sur tout le monde, qu’il y avait quelque chose de très, très différent dans l’Objet 31 de Messier!
Bien qu'il n'ait jamais publiquement publié ses notes d'observation sur les découvertes d'un autre astronome, c'est dommage qu'il ne l'ait pas fait, c'est ce qu'il avait à dire:
«.. Mais quand un objet est d'une telle construction, ou à une telle distance de nous, que le plus haut pouvoir de pénétration, qui lui a été appliqué jusqu'à présent, le laisse indéterminé s'il appartient à la classe des nébuleuses ou des étoiles , il peut être appelé ambigu. Cependant, comme il existe une différence considérable dans l'ambiguïté de ces objets, j'en ai disposé 71 dans les quatre collections suivantes. Le premier contient sept objets qui peuvent être supposés être des étoiles, mais là où les observations faites jusqu'ici, soit de leur apparence, soit de leur forme, laissent indécis dans quelle classe ils devraient être placés. Connoiss. 31 [M31] est: Un gros noyau avec des branches nébuleuses très étendues, mais le noyau leur est très progressivement joint. Les étoiles qui sont dispersées sur elle semblent être derrière elle et semblent perdre une partie de leur éclat au passage de leur lumière à travers la nébulosité; il n'y en a pas plus éparpillés dans le voisinage immédiat. Je l'ai examiné dans le méridien avec un miroir de 24 pouces de diamètre, et je l'ai vu en haute perfection; mais sa nature reste mystérieuse. Sa lumière, au lieu d'apparaître résoluble avec cette ouverture, semblait plus laiteuse. Les objets de cette collection doivent à présent rester ambigus. »
Localisation de Messier 31:
Même sous un ciel légèrement pollué, la Grande Galaxie d'Andromède, située dans la constellation d'Andromède, peut être facilement trouvée à l'œil nu - si vous savez où regarder. Les astronomes amateurs chevronnés peuvent littéralement pointer vers le ciel et vous montrer l'emplacement du M31, mais vous n'avez peut-être jamais essayé de le trouver. Croyez-le ou non, c'est une galaxie facile à repérer même sous le clair de lune.
Identifiez simplement le grand motif d'étoiles en forme de diamant qui est le Grand Carré de Pégase. L'étoile la plus septentrionale est Alpha, et c'est ici que nous allons commencer notre saut. Restez avec la chaîne nordique d'étoiles et regardez à quatre largeurs de doigt d'Alpha pour une étoile facilement visible. Le suivant le long de la chaîne est à environ trois autres largeurs de doigt. Deux autres largeurs de doigt au nord et vous verrez une étoile plus sombre qui ressemble à quelque chose de sale à proximité.
Pointez vos jumelles là-bas, car ce n'est pas un nuage - c'est la galaxie d'Andromède! Visez maintenant vos jumelles ou votre petit télescope à sa manière… Peut-être l'une des plus remarquables de toutes les galaxies pour l'observateur débutant, le M31 s'étend tellement sur le ciel qu'il occupe plusieurs champs de vision dans un télescope plus grand, et contient même ses propres amas et nébuleuses avec de nouvelles désignations de catalogue général.
Si vous avez un télescope légèrement plus grand, vous pourrez peut-être également prendre les deux compagnons du M31 - M32 et M110. Même sans lunette ni jumelles, il est assez étonnant que nous puissions voir quelque chose - n'importe quoi! - c'est à plus de deux millions d'années-lumière!
Profitez de cette galaxie merveilleuse et mystérieuse à tout moment! Même la plus modeste des aides optiques la révélera pour ce qu'elle est… Un autre univers insulaire!
Et voici quelques faits rapides. Prendre plaisir!
Nom d'objet: Messier 31
Désignations alternatives: M31, NGC 224, galaxie d'Andromède
Type d'objet: Type Sb Galaxy
Constellation: Andromeda
Ascension droite: 00: 42,7 (h: m)
Déclinaison: +41: 16 (deg: m)
Distance: 2900 (kly)
Luminosité visuelle: 3,4 (mag)
Dimension apparente: 178 × 63 (arc min)
Nous avons écrit de nombreux articles intéressants sur Messier Objects ici à Space Magazine. Voici l'introduction de Tammy Plotner aux objets Messier, M1 - La nébuleuse du crabe, M8 - La nébuleuse du lagon, et les articles de David Dickison sur les marathons Messier 2013 et 2014.
N'oubliez pas de consulter notre catalogue Messier complet. Et pour plus d'informations, consultez la base de données SEDS Messier.
Sources:
- Wikipédia - Galaxie d'Andromède
- Objets Messier - Messier 31 - Galaxie d'Andromède
- SEDS - Messier 31
