Une image parfaite d’une galaxie à disque pur

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La galaxie lumineuse NGC 3621, ici prise en photo avec la caméra WFI (Wide Field Camera) au télescope de 2,2 mètres de l’Observatoire de La Silla de l’ESO au Chili, semble être un parfait exemple de galaxie spirale. Mais en fait elle est plutôt peu commune : elle n’a pas de bulbe central et est par conséquent décrite comme une galaxie à disque pur.

La galaxie lumineuse NGC 3621 - © ESO

La galaxie lumineuse NGC 3621 agrandissement - © ESO

NGC 3621 est une galaxie spirale située à 22 millions d’années-lumière de la Terre, dans la constellation de l’Hydre. Elle est relativement brillante et peut être bien observée avec des télescopes de taille moyenne. Cette image a été prise en utilisant la caméra WFI (Wide Field Camera) sur le télescope MGP/ESO de 2,2 mètres de l’Observatoire de La Silla de l’ESO au Chili. Les données ont été sélectionnées dans les archives de l’ESO par Joe DePasquale dans le cadre du concours « Les Trésors cachés » [1]. L’image de NGC 3621 réalisée par Joe DePasquale a été classée cinquième du concours.

Ce graphique montre l'emplacement de la galaxie NGC 3621 dans la constellation de l'Hydre. Cette carte montre la plupart des étoiles visibles à l'œil nu dans de bonnes conditions, la galaxie elle-même est marquée par un cercle rouge. Cette galaxie est assez lumineuse et peut être vue avec un petit télescope.
Illustration: ESO, l'AIU et Sky & Telescope

Cette galaxie a une forme de « pancake » plat ce qui indique qu’elle n'a pas encore rencontré d'autre galaxie, car une telle collision galactique aurait perturbé son fin disque d’étoiles, créant un petit bulbe en son centre. La majorité des astronomes pensent que les galaxies grossissent en fusionnant avec d’autres galaxies dans un processus appelé formation hiérarchique des galaxies. Au fil du temps, ce processus devrait créer un grand bulbe au centre des spirales. De récentes recherches ont cependant suggéré que les galaxies spirales sans bulbe ou à simple disque comme NGC 3621 sont en fait assez courantes.

Cette galaxie présente un intérêt supplémentaire pour les astronomes, car sa relative proximité leur permet d’y étudier une large gamme d’objets astronomiques, dont des nurseries d’étoiles, des nuages de poussière et des étoiles pulsantes à l'éclat variable, appelées Céphéides, utilisées par les astronomes comme repères de distances dans l’Univers [2]. A la fin des années 90, NGC 3621 a été l’une des 18 galaxies sélectionnées pour un projet phare du télescope spatial Hubble : observer les étoiles variables de type Céphéide afin de mesurer le taux d’expansion de l’Univers avec une précision meilleure que tout ce qui avait été fait jusque-là . Au cours de ce projet, couronné de succès, 69 Céphéides ont été observées dans cette seule galaxie.

De multiples images monochromes prises avec quatre filtres différents ont été combinées pour réaliser cette image. Les clichés pris au travers d’un filtre bleu ont été colorés en bleu dans l’image finale, ceux pris avec un filtre jaune-vert sont montrés en vert et ceux pris avec un filtre rouge apparaissent orange foncé. En plus, les clichés pris avec un filtre sélectionnant le rayonnement de l’hydrogène ont été colorés en rouge. Le temps de pose total par filtre a été respectivement de 30, 40, 40 et 40 minutes.

Notes:

[1] Le concours « Les Trésors cachés 2010 » de l’ESO a donné l’opportunité aux astronomes amateurs de chercher dans les archives volumineuses de données astronomiques de l’ESO, espérant dénicher un joyau bien caché n’attendant qu’à être taillé par les concurrents. Les participants ont proposé près de cent images et les dix personnes les plus douées ont reçu des prix très attrayants, dont un voyage totalement pris en charge pour le vainqueur à destination du VLT (Very Large Telescope) de l’ESO au Cerro Paranal, au Chili, le télescope optique le plus avancé au monde. Les dix gagnants ont soumis un total de 20 images qui ont été parmi les mieux classées du concours sur près de 100 images.

[2] Les étoiles variables appelées Céphéides sont des étoiles très lumineuses – jusqu’à 30 000 fois plus brillantes que notre Soleil – dont la brillance varie à intervalles réguliers sur plusieurs jours, semaines ou mois. La période de cette variation de luminosité est liée à la luminosité intrinsèque de l’étoile, également appelée magnitude absolue. En connaissant la magnitude absolue de l’étoile et en mesurant sa luminosité apparente, les astronomes peuvent facilement calculer sa distance par rapport à la Terre. Les Céphéides variables sont par conséquent fondamentales pour établir l’échelle de l’Univers.

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cisou9

:_salut:
Dommage que l'on ne puisse pas agrandir le graphique.

La période de cette variation de luminosité est liée à la luminosité intrinsèque de l’étoile, également appelée magnitude absolue. En connaissant la magnitude absolue de l’étoile et en mesurant sa luminosité apparente, les astronomes peuvent facilement calculer sa distance par rapport à la Terre.

J'aimerais avoir une explication, j'en entend parler depuis des lustres, mais je ne connais le mécanisme qui lie la variabilité à la distance.

Cette galaxie a une forme de « pancake »

C'est un gâteau américain, mais en forme n'y a-t'il pas l'équivalent français brioche par exemple ?

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QJ

Cette galaxie a une forme de « pancake »

C'est un gâteau américain, mais en forme n'y a-t'il pas l'équivalent français brioche par exemple ? [/quote]
Heu... Crêpe peut-être... :siffle:

J'ai faim !!!

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bongo1981

cisou9


La période de cette variation de luminosité est liée à la luminosité intrinsèque de l’étoile, également appelée magnitude absolue. En connaissant la magnitude absolue de l’étoile et en mesurant sa luminosité apparente, les astronomes peuvent facilement calculer sa distance par rapport à la Terre.


J'aimerais avoir une explication, j'en entend parler depuis des lustres, mais je ne connais le mécanisme qui lie la variabilité à la distance.

Tu parles des méthodes de mesure de distance par les céphéides ?
http://fr.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9ph%C3%A9ide

Les Céphéides désignent un type d'étoiles qui ont leur magnitude absolue (l'intensité lumineuse vue à une distance donnée) liée à leur période de variation. Plus la période de variation de la luminosité est importante, plus l'étoile est intrinsèquement lumineuse. Je ne pense pas qu'il existe des modèles, mais il suffit d'avoir une courbe d'étalonnage (ou de calibration) qui permet de relier : période de variation / magnitude absolue (M0).
Une première phase est donc de déterminer dans la galaxie ou nébuleuse, ou amas globulaire, s'il y a une céphéide.

La deuxième phase consiste à observer l'étoile sur une longue période afin de mesurer sa période de variation de luminosité.

La troisième phase c'est la mesure de sa luminosité (donc sa magnitude relative M). Cela permet alors de calculer la distance, sachant que l'intensité lumineuse diminue en raison du carré de la distance.
Donc l'on a : M / M0 = r0²/r², soit donc : r = racine (M0/M) * r0
(si M est plus grand que M0, on retrouve bien r < r0).

Quatrième phase, on cherche à mesurer la distance de l'objet avec d'autres méthodes (autre céphéide, parallaxe, redshift, etc...) et l'on essaie de voir si les méthodes convergent vers la même distance.

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cisou9

Merci Bongo pour tes explications claires et surtout ta démonstration mathématique.

TR
TriFide

Salut Cisou,

L'oscillation d'une Céphéïde vient de sa physique : el coeur produit une réaction thermonucléaire, se réchauffe... l'étoile se dilate, se refroidit, la réaction se calme... elle se recontracte et la réaction redémarre...

Plus l'étoile est massive, plus ce processus prend du temps.

D'où la relation entre la taille -donc l'éclat- et la période.

Bonne journée :_salut: