M82 (galaxie)

M82 (NGC 3034, aussi connu sous le nom de galaxie du Cigare) est une galaxie spirale rapprochée située dans la constellation de la Grande Ourse. Sa vitesse par rapport au fond diffus cosmologique est de 348 ± 6 km/s, ce qui correspond à une distance de Hubble de 5,13 ± 0,37 Mpc (∼16,7 millions d'al).

M82
La galaxie spirale M82 imagée par le télescope spatial Hubble (2006).
Données d’observation (Époque J2000.0)
Constellation	Grande Ourse
Ascension droite (α)	09h 55m 52,7s
Déclinaison (δ)	69° 40′ 46″
Magnitude apparente (V)	8,4 9,3 dans la bande B
Brillance de surface	12,61 mag/am2
Dimensions apparentes (V)	11,2′ × 4,3′
Décalage vers le rouge	0,000897 ± 0,000007
Angle de position	65°
Localisation dans la constellation : Grande Ourse
Astrométrie
Vitesse radiale	269 ± 2 km/s
Distance	3,907 ± 0,668 Mpc (∼12,7 millions d'al)
Caractéristiques physiques
Type d'objet	Galaxie spirale
Type de galaxie	I0 Sd Scd? pec
Dimensions	environ 14,50 kpc (∼47 300 al)
Découverte
Découvreur(s)	Johann Elert Bode
Date	31 décembre 1774
Désignation(s)	NGC 3034 PGC 28655 UGC 5322 MCG 12-10-11 IRAS 09517+6954 KCPG 218B CGCG 333-8 PRC D-13 ARP 337 3C 231
Liste des galaxies spirales

M82 (NGC 3034) a été utilisée par Gérard de Vaucouleurs comme une galaxie de type morphologique I0 sp dans son atlas des galaxies.

M82 présente une large raie HI et des régions d'hydrogène ionisé. Elle est aussi une galaxie à sursaut d'étoiles. La luminosité de la galaxie M82 dans l'infrarouge lointain (de 40 à 400 µm) est égale à 4,07 × 10¹⁰ $L_{\odot }$ (10^10,61$L_{\odot }$) et sa luminosité totale dans l'infrarouge (de 8 à 1 000 µm) est de 5,89 × 10¹⁰ $L_{\odot }$ (10^10,77$L_{\odot }$).

M82 forme une paire de galaxies avec sa voisine M81. Les deux galaxies présentent des signes d'interaction gravitationnelle.

À ce jour, 21 mesures non basées sur le décalage vers le rouge (redshift) donnent une distance de 3,835 ± 0,730 Mpc (∼12,5 millions d'al). Puisque M82 est trop rapprochée de la Voie lactée, on ne peut employer la valeur du décalage vers le rouge pour déterminer sa distance.

Découverte de M82

M82 a été découverte par l'astronome allemand Johann Elert Bode en 1774, qui a aussi découvert la même nuit M81 (NGC 3031). On donne d'ailleurs le nom de nébuleuses de Bode à ces deux galaxies. M82 a été redécouverte indépendamment par l'astronome français Pierre Méchain en août 1780 qui le signala 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.

Caractéristiques morphologiques

Détail du cœur de M82 (Hubble). Le centre de la galaxie apparaît depuis la Terre fortement obscurcit par la poussière interstellaire, rendant difficile l'observation de sa structure dans le domaine de la lumière visible.

On pensait que M82 était une galaxie irrégulière, mais en 2005 on a découvert deux bras spiraux symétriques sur des images prises dans le domaine de l'infrarouge proche (PIR). Les bras ont été découverts en enlevant numériquement le disque asymétrique de l'image infrarouge. Et même sans cette soustraction, on voyait les bras dans l'image PIR, car ils étaient plus bleus que le disque. Auparavant, les bras étaient passés inaperçus en raison de la luminosité élevée de la surface du disque, de sa position presque par la tranche (~80°) et de l'obscurcissement produit par le réseau complexe de filaments poussiéreux des images réalisées dans le visible.

M82 est environ 5 fois plus lumineuse que la Voie lactée et son centre est des centaines de fois plus lumineux que celui de notre galaxie.

Sursaut de formation d'étoiles

M82 présente un remarquable sursaut de formation d'étoiles en son sein. De plus, étant donnée qu'elle est la galaxie de ce type la plus proche de la Terre, elle constitue une cible favorite pour l'étude de ce genre de galaxie.

Origine du sursaut

M81 (à gauche) et M82 (à droite) imagées par un astronome amateur. Les deux galaxies apparaissent rapprochées sur la sphère céleste.

On pense que le sursaut de formation d'étoiles de M82 est dû à l'influence gravitationnelle de la galaxie voisine plus massive, M81. La force de marée produite par la gravité a ainsi déformé M82, processus qui a débuté il y a environ 100 millions d'années. Cette interaction a produit une augmentation du taux de formation d'étoiles d'un facteur 10 par rapport à celui d'une galaxie « normale ».

M82 a subi au moins une rencontre rapprochée avec M81, rencontre qui a canalisé une grande quantité de gaz au centre de la galaxie au cours des 200 derniers millions d'années. On pense que la dernière rencontre remonte de 200 à 500 millions d'années et qu'elle a produit un sursaut de formation d'étoiles dont l'âge correspond à celle de certains amas. Ce sursaut a duré pendant au moins 50 millions d'années avec un taux de formation d'environ 10 masses solaires par an. Deux autres sursauts se serait également produits, le dernier il y a de 4 à 6 millions d'années aurait donné naissance aux amas situés au cœur de la galaxie.

Les étoiles du disque de M82 semblent s'être formées il y a 500 millions d'années, laissant dans ce dernier des centaines d'amas aux propriétés semblables à celles des amas globulaires de la Voie lactée, mais plus jeunes, et dont l'activité a cessé en dehors du cœur de la galaxie il y a 100 millions d'années. Dans le halo de M82, le taux de formation d'étoiles est à un niveau très faible depuis 1 milliard d'années. Pour expliquer ces caractéristiques, on a suggéré que M82 était auparavant une galaxie à faible brillance de surface où la formation d'étoiles provient des interactions avec M81.

Centre de la galaxie

M82 observée dans le domaine des rayons X par le télescope spatial Chandra.

En 2005 a été découvert à l'aide du télescope spatial Hubble 197 jeunes amas d'étoiles massives près du cœur de M82. La masse moyenne de ces amas avoisine les 200 000 masses solaires. Le cœur de M82 constitue donc un environnement très dense de très haute énergie. Au centre de M82, les étoiles se forment à un rythme 10 fois supérieur à celui de toute la Voie lactée.

Le diamètre de la région active de formation d'étoiles dans le cœur de M82 est d'environ 500 pc. Quatre amas très brillants (désignés par les lettres A, C, D et E) ont été détectés dans cette région en lumière visible. Ces amas correspondent à des sources connues de rayon X, d'infrarouge et d'onde radio. En conséquence, on considère que ce sont depuis notre ligne de visée les amas les moins obscurcis par la poussière. L'impressionnant jet de matière bipolaire de M82 semble concentré sur les amas A et C et il serait entretenu par l'énergie libérée par des supernovas qui se produiraient dans ces amas environ une fois par décennie.

Les observations réalisées par l'observatoire de rayons X Chandra montrent une région d'émission variable de rayon X située à environ 600 années-lumière du centre de M82. Cette source a été désignée M82 X-1. Les astronomes ont émis l'hypothèse que ces émissions proviennent du premier trou noir connu de masse intermédiaire. Sa masse serait comprise entre 200 et 5 000 masses solaires.

Comme plusieurs galaxies, M82 renferme un trou noir supermassif en son centre. À partir du mouvement des étoiles, on a estimé la masse de celui-ci à 3 × 10⁷ masses solaires.

Super vent galactique

Visualisation des gaz ionisés éjectés de M82 par le super vent galactique (NOAO).

M82 présente un vaste complexe de filaments qui semblent s'échapper de son centre. Ces filaments de gaz ionisé et de poussière interstellaire sont l'œuvre d'un phénomène connu sous le nom de super vent galactique (en), provoqué par l'accumulation de vents stellaires produits par de jeunes étoiles ou l'explosion de ces dernières en supernovas. Le vent balaye sur son passage la matière interstellaire rencontrée, la projetant en dehors de la galaxie. Le phénomène est d'autant plus accentué par les forces de marée engendrées par la galaxie voisine M81 sur M82.

Les filaments de M82 forment deux lobes bipolaires et se trouvent sur un axe incliné de 15° par rapport à celui de rotation de la galaxie. Les filaments s'étendent sur plus de 10 000 années-lumière et présentent des signes de rotation autour de leur axe de sortie.

Objets particuliers

En avril 2010, des radioastronomes de l'Observatoire de Jodrell Bank de l'université de Manchester du Royaume-Uni ont rapporté la découverte d'un objet dans M82 qui a commencé à émettre des ondes radio et dont les émissions ne ressemblent à rien de connu dans tout l'univers.

Plusieurs hypothèses ont été formulées au sujet de la nature de l'objet, mais à ce jour aucune n'explique complètement les données observées. On a suggéré qu'il pourrait s'agir d'un microquasar très instable doté d'une très grande luminosité en onde radio, mais une faible luminosité en rayon X. Il pourrait être semblable au microquasar SS 433 de notre galaxie. Cependant, tous les microquasars connus produisent une grande quantité de rayons X, ce qui n'est pas le cas de cet objet, dont l'intensité X est sous le seuil de détection. Cet objet est à plusieurs secondes d'arc du centre de M82, position qui rend peu probable qu'il soit associé au trou noir supermassif. Sa vitesse supraluminique apparente est quatre fois supérieure à la vitesse de la lumière par rapport au centre de la galaxie. Malgré toutes les données acquises sur cet objet, sa vraie nature demeure mystérieuse.

En 2014, les astronomes ont découvert la source X ultralumineuse (ULX) M82 X-2. Il s'agit du pulsar le plus brillant connu à ce jour.

Supernovas

Quatre supernovas ont été découvertes dans M82 : SN 1986D, SN 2004am, SN 2008iz et SN 2014J.

SN 1986D

Cette supernova a été découverte le 21 mars 1986 par M. J. Lebofsky, G. H. Rieke, et W. F. Kailey de l'observatoire Steward de l'université de l'Arizona. Le type de cette supernova n'a pas été déterminé.

SN 2004am

Cette supernova a été découverte le 21 novembre 2004 par D. Singer, H. Pugh, et W. Li dans le cadre du programme LOSS (Lick Observatory Supernova Search) de l'observatoire Lick. Cette supernova était de type II.

SN 2008iz

Cette supernova a été découverte le 24 mars 2008 dans les données captées par le Very Large Array, un réseau de radiotélescopes du NRAO par A. Brunthaler, K. M. Menten, et C. Henkel de l'institut Max-Planck de radioastronomie, par M. J. Reid du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, par G. C. Bower de l'université de Californie à Berkeley et par H. Falcke de l'université Radboud de Nimègue. Cette supernova était de type II.

SN 2014J

Gif montrant l'apparition de SN 2014J dans la galaxie M82.

La supernova thermonucléaire (type Ia) SN 2014J a été découverte le 21 janvier 2014 à 19 h 20 TU par Steve J. Fossey avec quatre de ses étudiants à l'observatoire de l'University College de Londres.

Groupe de M81

M82 est membre du groupe de M81. Ce groupe de galaxies 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. Les distances de ces galaxies ne peuvent être calculées en utilisant le décalage vers le rouge, car elles sont trop rapprochées de la Voie lactée.

Galerie

• 
  M82 (NGC 3034) par le relevé SDSS.
• 
  M82 imagée par Adam Block (Observatoire du mont Lemmon/Université de l'Arizona).
• 
  Détail de M82 imagé par le télescope spatial James Webb (NIRCam).
• 
  Autre version de M82 par le télescope James Webb.
• 
  Centre de M82 observé par le télescope spatial Hubble.

Notes et références

(en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « M82 » (voir la liste des auteurs).

Voir aussi

Articles connexes

• Liste des objets de Messier
• Liste des objets du New General Catalogue (NGC)

Liens externes

• Notices d'autorité :

  • GND
• Ressources relatives à l'astronomie :
  • Catalogue of Principal Galaxies
  • New General Catalogue
  • Simbad
  • Uppsala General Catalogue
• « Messier 81 », sur SEDS.org.
• (en) « Sur l'observation de M82 à l'œil nu » [txt]
• (en) M82 sur la base de données LEDA
• (en) M82 sur la base de données NASA/IPAC Extragalactic Database

• (en) « M82: Galaxy with a Supergalactic Wind », sur Astronomy Picture of the Day, NASA, 23 juillet 2019 (consulté le 25 mai 2023) (traduction/adaptation française).

• (en) « Galaxy Wars: M81 and M82 », sur Astronomy Picture of the Day, NASA, 20 janvier 2023 (consulté le 20 janvier 2023) (traduction/adaptation française).

• (en) « M82: Starburst Galaxy with a Superwind », sur Astronomy Picture of the Day, NASA, 9 juillet 2021 (consulté le 23 novembre 2022) (traduction/adaptation française).

• (en) « Galaxy Wars: M81 and M82 », sur Astronomy Picture of the Day, NASA, 15 mai 2020 (consulté le 23 novembre 2022) (traduction/adaptation française)

• (en) « The Central Magnetic Field of the Cigar Galaxy », sur Astronomy Picture of the Day, NASA, 11 mars 2019 (consulté le 2 février 2024) (traduction/adaptation française).