La Grande Ourse (Ursa Major) – Les Galaxies

CMB (Cosmic Microwawe Background) ou en français FDC pour Fond Diffus Cosmologique est un rayonnement électromagnétique très homogène observé dans toutes les directions du ciel et dont le pic d’émission est situé dans le domaine des micro-ondes (de l’ordre du centimètre). Il est présent partout dans l’Univers. Prévu dès 1948 et découvert par hasard en 1964 par A. Penzias et R.W. Wilson, le CMB permet à la communauté scientifique de départager les différents modèles cosmologiques en donnant la priorité aux modèles basés sur l’idée de Big Bang, qui prédisent l’émission d’un tel rayonnement thermique à l’époque de l’Univers Primordial. Selon le modèle standard de la cosmologie, ce rayonnement a été émis environ 380 000 ans après le Big Bang alors que l’Univers était petit dense et chaud, d’une température d’environ 3 000 K°, il possède désormais une température moyenne très basse, de l’ordre de 2,7 K°, soit -270°C.

Ursa Major : Les Galaxies :

NGC 2985 est une galaxie spirale découverte en 1785 par William Herschel. Elle a également été découverte par Johann Elert Bode EN 1774, il découvre aussi la même nuit M81. Sa vitesse par rapport au CMB est de 1386 km/s, soit une distance de Hubble d’environ 66,5 millions d’années-lumière. C’est une galaxie active de type Seyfert 1.9 et de type LINER, elle possède un trou noir supermassif d’environ 158 millions de masses solaires. On a détecté un disque de formation d’étoiles autour du noyau. NGC 2985 est le membre le plus brillant d’un groupe d’au moins trois galaxies.

NGC 3348 est une galaxie elliptique découverte en 1785 par William Herschel. Sa vitesse par rapport au CMB est de 2 802 km/s, soit une distance de Hubble d’environ 135 millions d’années-lumière. Son diamètre est estimé à 85 800 al. Le groupe de NGC 3348 comprend eux autres galaxies : NGC 3364 et NGC 3516 ;

M82 surnommée La Galaxie du Cigare est une galaxie spirale rapprochée située à environ 12,5 millions d’al. M82 présente un remarquable taux de formation d’étoiles, probablement dû à l’influence gravitationnelle de sa voisine M81. Ce taux est dix fois supérieur à celui de notre galaxie La Voie Lactée. Les étoiles du disque semblent s’être formées il y a 500 millions d’années, laissant dans ce dernier des centaines d’amas similaires aux amas globulaires de La Voie Lactée. Au centre de M82 dans un environnement très dense, se côtoient de nombreux amas d’étoiles massives. La masse moyenne de ces amas stellaires avoisine les 200 000 masses solaires. Le diamètre de la région active en formation d’étoiles est d’environ 1 630 années-lumière. Quatre amas très brillants (A, C, D et E) ont été détectés, ce sont les moins obscurcis par la poussière interstellaire. Un impressionnant jet de matière bipolaire concentré sur les amas A et C serait entretenu par les vents stellaires et les supernovæ qui s’y produiraient environ une fois par décennie.

M81 / NGC 3031 / Galaxie de Bode : découverte en 1774 par l’astronomie allemand Bode, c’est une spirale rapprochée située à environ 12 millions d’années-lumière ; c’est aussi une galaxie spirale de grand style, avec des bras spiraux bien définis. Elle présente un bulbe galactique plus grand que celui de La Voie Lactée autour duquel s’enroulent deux bras spiraux contenant chacun de jeunes étoiles bleuâtres et chaudes ainsi que des étoiles issues d’une formation stellaire ayant débuté il y a environ 600 millions d’années. M81 a un diamètre d’environ 96 000 années-lumière, soit proche de celui de La Voie Lactée, son noyau abriterait un trou noir supermassif.
M81 forme un système de galaxies en interaction gravitationnelle avec ses proches voisines M82 NGC 3034 ou M82 et NGC 3077.

IC 2574 découverte en 1898 par Edwin Foster Coddington est une galaxie spirale intermédiaire située à environ 10,7 millions d’années-lumière de La Voie Lactée. Elle fait partie du groupe de M81 qui compte près d’une quarantaine de galaxies. D’une classe de luminosité V, elle présente aussi une large raie HI ainsi que des régions d’hydrogène ionisé.

NGC 3359 est une galaxie spirale barrée découverte par William Herschel en 1793. D’une classe de luminosité III, elle présente une large raie HI ainsi que des régions d’hydrogène ionisé. Sa vitesse par rapport au CMB est de 1 139 km/s, soit une distance de Hubble d’environ 54,8 millions d’années-lumière. C’est une galaxie SB(rs) : Spirale Barrée avec un pseudo-anneau (rs) qui entoure le bulbe. Elle possède un trou noir supermassif estimé à 6,4 millions de masses solaires.

Ngc 2768 est une vaste galaxie elliptique découverte par William Herschel en 1790. C’est une galaxie LINER (larges raies d’atomes faiblement ionisés). Sa vitesse par rapport au CMB est de 1 473 km/s, soit une distance de Hubble d’environ 70,8 millions d’années-lumière. C’est aussi une galaxie de type morphologique SAO-. La vitesse des amas globulaires dans le halo de NGC 2768 indique une fraction de son contenu en matière noire.

NGC 2805 est une galaxie spirale intermédiaire découverte par l’astronomie William Herschel en 1791. NGC 2805 est une galaxie à faible brillance de surface (LSB), qui fait partie des galaxies diffuses (D). Sa vitesse par rapport au CMB est de 1 834 km/s, soit une distance de Hubble d’environ 88,4 millions d’années-lumière ; elle présente une classe de luminosité IV, une large raie HI et elle renferme de nombreux amas de jeunes étoiles bleues massives. Elle appartient à la classe des spirales barrées (Sbd), toutefois on ne voit pas la présence d’une barre et la classification de spirale intermédiaire semble mieux convenir (NASA/IPAC).

NGC 2950 est une galaxie lenticulaire découverte par William Herschel en 1790. Sa vitesse par rapport au CMB est de 1 460 km/s, soit environ 70,1 millions d’années-lumière ; à ce jour, 8 mesures non basées sur le redshift donnent une distance d’environ 59,9 millions d’années-lumière, qui paraît être une valeur plus près de la distance réelle. Un disque de formation d’étoiles autour du noyau a été détecté grâce au télescope spatial Hubble. Ngc 2950 est une galaxie du champ (gravitationnellement isolée, n’appartient pas à un amas ou à un groupe).

NGC 3079 est une spirale barrée vue par la tranche, découverte par William Herschel en 1790. C’est une galaxie LINER, mais aussi une galaxie active de type Sefert 2. 12 mesures sans redshift donnent une distance d’environ 53,6 millions d’années-lumière, valeur plus précise que celle de sa vitesse par rapport au CMB de 1 267 km/s, soit environ 60,9 millions d’années-lumière. Elle présente une classe de luminosité IV. Une image de Hubble de la région centrale de NGC 3079 révèle une intense activité avec une montagne de gaz chauds incandescents s’élevant à plus de 3 500 années-lumière au dessus du disque de la galaxie. Le groupe de NGC 3079 comprend au moins 6 autres galaxies.

NGC 3310 est une galaxie spirale intermédiaire de grand style découverte par William Herschel en 1789. 8 mesures sans redshift donnent une distance d’environ 42,7 millions d’al, qui semble plus proche de la valeur réelle que la vitesse par rapport au CMB de 1 173 km/s, soit une distance de Hubble d’environ 56 millions d’années-lumière. Un disque de formation d’étoiles autour du noyau de NGC 3310 a été détecté, d’un demi-grand axe estimé à une taille de 2 250 al, NGC 3310 est une galaxie à sursauts de formation d’étoiles ; il existe des centaines d’amas ouverts d’étoiles dans ses bras, chacun de ces amas comprend environ un million d’étoiles, des centaines d’étoiles jeunes et lumineuses sont visibles dans toute la galaxie. Elle possède en son centre un trou noir supermassif d’une masse comprise entre 5 et 15 millions de masses solaires.

M108 est une galaxie spirale barrée vue par la tranche, découverte par Pierre Méchain den 1781. Charles Messier la découvre aussi le 24 mars de la même année. D’un diamètre de 83 000 années-lumière, M108 est un peu plus petite que La Voie Lactée, c’est une galaxie du champ, c’est aussi une galaxie à sursaut de formation d’étoiles. Membre du nuage de galaxies de La Grand Ourse dans le superamas local, elle est classée morphologiquement comme Sbbc (Spirale Barrée aux bras relativement lâches). D’une masse de 125 milliards de masses solaires, elle abrite environ 290 amas globulaires. L’examen de la distribution de l’hydrogène neutre dans cette galaxie révèle des couches distinctes de gaz en expansion s’étendant sur plusieurs kiloparsecs, appelées super couches H1. Un trou noir supermassif, d’une masse estimée à 24 millions de masses solaires, se trouve au cœur de la galaxie.

M97 ou Nébuleuse du Hibou est une nébuleuse planétaire découverte par Pierre Méchain en 1781. Charles Messier l’inscrit à son catalogue peu de temps après sa découverte en mars 1781, il mentionne aussi deux autres nébuleuses, observées par Méchain et par lui même, soit M108 et M109. M97, située à environ 2030 années-lumière est âgée d’environ 8 000 ans et s’est formée par écoulement de matière provenant du vent stellaire de l’étoile centrale AGB. La nébuleuse comprend trois coquilles concentriques, la coquille externe est de 20 à 30 % plus grande que la coquille interne. La nébuleuse contient de l’hydrogène, de l’hélium, de l’azote, de l’oxygène et du soufre, son rayon extérieur est d’environ 0,91 années-lumière et elle s’étend à des vitesses de 27 à 39 km/s dans le milieu interstellaire environnant. L’étoile centrale se condense en naine blanche, sa température s’élève à 123 000 K°.

M109 ou NGC 3992 est une vaste galaxie spirale barrée découverte par Charles Messier en 1781. D’une classe de luminosité II-III, elle présente une large raie HI ainsi que des régions d’hydrogène ionisé, c’est aussi une galaxie LINER. 26 mesures non basées sur le redshift donnent une distance d’environ 67 millions d’années-lumière, plus près de sa distance réelle que la distance de Hubble d’environ 59 millions d’années-lumières, soit une vitesse de 1 227 km/s par rapport au CMB. Elle possède un trou noir supermassif en son centre ainsi qu’une supernova, SN 1956 A, découverte en 1956 par H. S. Gates. M109 fait partie d’un vaste groupe de galaxies, le groupe de M109, qui compte au moins 41 membres (dont NGC 3726, NGC 3782, NGC 3870, NGC 3877…) qui fait lui même partie d’un groupe plus vaste, le groupe de M101, qui compte plus de 80 galaxies.
Les groupes de M109 et M101 font partie du l’amas de La Grande Ourse, l’un des amas galactiques du Superamas de La Vierge.

NGC 4102 est une galaxie spirale intermédiaire découverte par William Herschel en 1789. Elle présente une large raie HI ainsi que des régions d’hydrogène ionisé, c’est aussi une galaxie LINER, on y observe des régions à sursauts de formation d’étoiles. Deux douzaines de mesures non basées sur le redshift donnent une distance de 63,7 millions d’années-lumière, plus exacte que la distance de Hubble de 49,4 millions d’années-lumière pour une vitesse de 1 027 km/s.
Observations du télescope spatial Hubble : un disque de formation d’étoiles, d’un demi-grand axe d’environ 460 al, a été détecté autour du noyau de NGC 4102. Cette galaxie fait partie du groupe de M109 ainsi que du plus vaste groupe de M101.

NGC 3690 / Arp 299 / IC 694-NGC 3690 est une paire de galaxies en collision : elles sont passées à proximité l’une de l’autre il y a environ 700 millions d’années, ce qui a provoqué une forte explosion de formation d’étoiles. Au cours de ces 15 dernières années, une quinzaine de Supernovae ont éclaté aux confins de la galaxie.
Découvertes par William Herschel en 1790, les deux galaxies classées comme irrégulières barrées, sont situées à environ 134 années-lumière l’une de l’autre.
Leur vitesse par rapport au CMB est de 3 217 km/s, soit une distance de Hubble de 155 millions d’années-lumière. Une confusion règne au sujet de IC 694 située 40 millions d’années-lumière plus loin que NGC 3690, il s’agirait d’une paire de galaxies purement optique. PGC 35345 située au nord-est de NGC 3690, consiste en un long filament rattaché au bras spiral. IC 694 apparaît au nord-ouest de NGC 3690 ; IC 694 est une galaxie active, à sursauts de formation d’étoiles.

NGC 3642 / ESO 97-G13 est une galaxie spirale à faible brillance de surface (LSB : Low Surface Brightness) découverte par William Herschel en 1790. Classée galaxie LINER, c’est aussi une galaxie active de type Seyfert3. Sa vitesse par rapport au CMB est de 1 735 km/s, soit une distance de Hubble d’environ 83,5 millions d’années-lumière ; les mesures sans redshift sont incohérentes et donnent une distance d’environ 27,3 millions d’années-lumière. Elle présente une classe de luminosité II-III et une large raie HI.
NGC 3642 renferme un trou noir supermassif en son centre, qui est estimé entre 26 et 31 millions de masses solaires. Autour du noyau, on observe une spirale cotonneuse qui forme un anneau : il est possible qu’un transfert de matière ait lieu de cet anneau vers le noyau de la galaxie. NGC 3642 fait partie du groupe de Mahtessian comprenant 13 galaxies.

M101 / NGC 5457 ou La Galaxie du Moulinet est une très vaste galaxie spirale intermédiaire relativement rapprochée. D’une vitesse de 362 km/s par rapport au CMB, soit une distance d’environ 17,4 millions d’années-lumière, elle présente une classe de luminosité III-IV, ainsi qu’une large raie HI, c’est une galaxie LSB à faible brillance de surface.
Découverte par Pierre Méchain en 1781, il la décrit comme une « nébuleuse sans étoiles, très obscure et très grande ». Son ami Charles Messier l’observe un peu plus tard et l’ajoute à son catalogue sous la désignation « M101 ». En 1789, William Herschel y a découvert 3 genres de nébuleuses en émission, inscrites au New General Catalogue de John Dreyer, soit NGC 5447, NGC 5461 et NGC 5462. En 1851, Bindom Stoney a découvert 6 autres nébuleuses à l’intérieur de M101, William Parsons est le premier à noter la nature spirale de cette galaxie.
M101 est située à environ 21,7 millions d’années-lumière (sans redshift) avec une vitesse radiale de 241 km/s. On l’observe avec un télescope d’au moins 250 mm. M101 possède une grande population de régions HII, accompagnées d’énormes nuages très denses d’hydrogène moléculaire, donnant naissance à des étoiles très massives. En 1990, un total de 1 264 régions HII dans M101 a été catalogué. En 2006, on dénombre environ 3 000 amas ouverts d’étoiles et environ 150 amas globulaires en orbite autour de M101. C’est une galaxie asymétrique, en raison d’interactions gravitationnelles avec des galaxies voisines ; ces interactions ont déclenché une forte activité de formation d’étoiles dans ses bras spiraux. Grâce au télescope CHANDRA en 2001 une source de rayons X ultra lumineuse est identifiée : désignée M101 ULX-1, il s’agit sans doute d’une binaire X avec un trou noir. 4 supernovæ y ont également été découvertes.
NGC 5457 est la principale galaxie d’un groupe de 6 membres, groupe faisant lui même partie de l’amas galactique de M101.

NGC 5585 est une galaxie spirale intermédiaire découverte par William Herschel en 1789. A ce jour 35 mesures non basées sur le redshift donnent une distance d’environ 24 millions d’années-lumière, pour une vitesse radiale de 303 km/s. Les régions de formation d’étoiles sont concentrées vers le centre de la galaxie, le taux est modéré. Elle fait partie du groupe de M101.

NGC 5322 est une galaxie elliptique découverte par William Herschel en 1790. C’est une galaxie LINER, c’est aussi une galaxie active de type Seyfert1. Grâce au télescope spatial Hubble et au relevé SDSS, on a découvert un disque stellaire interne, une sphéroïde et un halo stellaire externe. Le disque stellaire tourne rapidement en sens inverse par rapport à la sphéroïde. Les images de Hubble révèlent un disque de poussière vue par la tranche qui traverse le centre de la galaxie. La présence de deux trous noirs en orbite l’un autour de l’autre expliquerait la structure de NGC 5322 : quelques fusions impliquant les trous noirs auraient d’abord créé la structure sphéroïde ; ensuite la fusion avec une galaxie riche en gaz aurait donné naissance au disque contre-rotatif et aurait dirigé la matière directement vers le noyau actif, enfin le halo proviendrait d’accrétions mineures et des débris de marée.
La vitesse de NGC 5322 par rapport au CMB est de 1 882 km/s, soit une distance de Hubble d’environ 90,7 millions d’années-lumière ; 20 mesures non basées sur le redshift donnent une distance d’environ 78,6 millions d’années-lumière.

NGC 4088 est une galaxie spirale intermédiaire découverte par William Herschel en 1788. Sa vitesse par rapport au CMB est de 939 km/s soit une distance de Hubble d’environ 45,2 millions d’années-lumière. La distance mesurée sans redshift est d’environ 45,4 millions d’années-lumière. C’est une galaxie de grand style aux bras bien définis, elle forme une paire avec NGC 4085 : elles font partie du groupe de M109.
NGC 4088 a pour classe de luminosité II-III, elle présente une large raie HI et renferme également des régions d’hydrogène ionisé. Elle comprend en son centre un trou noir supermassif d’une masse comprise entre 3,4 et 13 millions de masses solaires.

NGC 3877 est une galaxie spirale relativement rapprochée découverte par William Herschel en 1788. D’une classe de luminosité III, elle présente une large raie H1 et renferme aussi des régions d’hydrogène ionisé.Sa vitesse par rapport au CMB est de 1 108 km/s, soit une distance d’environ 53,3 millions d’années-lumière ; des mesures sans redshift donnent une distance d’environ 48,1 millions d’années-lumière. NGC 3877 est vue presque par la tranche, son noyau elliptique est brillant et il est intégré dans un petit bulbe moins elliptique. C’est une galaxie difficile à observer, on distingue un motif spiralé à deux bras, le disque est parsemé de nœuds brillants de formation d’étoiles. NGC 3877 fait partie du vaste groupe de galaxies de M109 qui compte au moins 41 membres (NGC 3726, NGC 3782, NGC 3870, NGC 3893, NGC 3896 …) ainsi que du groupe de M101 qui compte plus de 80 galaxies.

NGC 3583 est une galaxie spirale barrée découverte par William Herschel en 1788. D’une classe de luminosité II, elle présente une large raie HI. Sa vitesse par rapport au CMB est de 2 316 km/s, soit une distance de Hubble d’environ 112 millions d’années-lumière ; des mesures sans redshift donnent une distance d’environ 90,5 millions d’années-lumière.
C’est une galaxie de type morphologique SAB (rs)b. Le noyau brillant de NGC 3583 est encastré dans un bulbe elliptique qui est traversé par une barre proéminente. Les bras débutent dans le rayon des extrémités de la barre, l’un d’eux semble prendre naissance près de l’extrémité du grand-axe au nord-ouest du bulbe ; il continue ensuite vers le sud-est, devient rapidement diffus, puis s’estompe. Un deuxième bras semble émerger de l’extrémité sud-ouest de la barre et s’enroule très étroitement autour du côté sud du bulbe. NGC 3583 possède aussi un trou noir supermassif d’environ 50 millions d’années-lumière.

NGC 3631, située au nord de NGC 3583, est une galaxie spirale de grand style découverte par William Herschel en 1789. C’est une galaxie active de type morphologique SA(s)bc, avec deux bras principaux qui commencent près du centre et se ramifient ensuite en bras secondaires. Sa vitesse par rapport au CMB est de 1 340 km/s, soit une distance de Hubble d’environ 64,5 millions d’années-lumière, alors que 8 mesures non basées sur le redshift donnent une distance d’environ 30,7 millions d’années-lumière.
La galaxie montre un taux de formation d’étoiles modéré à élevé et des régions HII lumineuses présentes dans tous les bras. Entre 1964 et 2016, quatre supernovæ ont été découvertes dans NGC 3631. Elle possède un trou n oir supermassif de 25 millions de masses solaires ; NGC 3631 est la galaxie la plus brillante d’un groupe de galaxies qui porte son nom et comprend au moins 10 autres galaxies.

NGC 3198 est une galaxie spirale barrée relativement rapprochée découverte par William Herschel en 1788. Sa vitesse par rapport au CMB est de 879 km/s, soit une distance de Hubble d’environ 42,4 millions d’années-lumière. 52 mesures non basées sur le redshift donnent une distance d’environ 41,9 millions d’années-lumière, presque égale à la distance de Hubble. C’est une galaxie du champ, gravitationnellement isolée, qui présente une large raie HI et également des régions d’hydrogène ionisé. La caméra du télescope spatial Hubble a permis de mesurer les magnitudes de 52 variables céphéides. Deux supernovæ ont été observées dans NGC 3198 : SN 1966 J et SN 1999 bw.

NGC 3184 est une galaxie spirale intermédiaire relativement rapprochée découverte par William Herschel en 1787. Sa vitesse par rapport au CMB est de 821 km/s, soit une distance de Hubble de 39,5 millions d’années-lumière. D’une classe de luminosité III-IV, elle présente une large raie HI ainsi que des régions d’hydrogène ionisé dont d’entre elles sont désignées : NGC 3180 et NGC 3181. C’est une galaxie LSB à faible brillance de surface. A ce jour, 22 mesures non basées sur le redshift donnent une distance d’environ 40 millions d’al, presque égale à la distance de Hubble.
Six supernovæ ont été découvertes dans NGC 3184 : SN 1921 B, SN 1921 C, SN 1937 F, SN 1999 gi et SN 2010 dn ainsi que SN 2016 bkv.
NGC 3184 est située juste à l’ouest de l’étoile Tania Australis.

NGC 2841 est une galaxie spirale relativement rapprochée découverte par William Herschel en 1788. C’est une galaxie active de type Seyfert 3 d’après les données NASA/IPAC. Sa vitesse par rapport au CMB est de 806 km/s, soit une distance de Hubble d’environ 38,7 millions d’al. Trois douzaines de mesures non basées sur le redshift donnent une distance d’environ 53,3 millions d’al, valeur plus proche de sa distance réelle.
NGC 2841 est de type morphologique SA(r)b, d’après le classement de Gérard de Vaucouleurs. Elle présente un nombre relativement petit de régions d’étoiles chaudes et jeunes et peu de nébuleuses en émissions. Une période ancienne d’une intense formation a probablement épuisé la matière qui pourrait produire d’autres périodes similaires : cette hypothèse semble confirmée par les images en rayons X de CHANDRA, qui montrent que son halo est rempli de nuages de gaz à plusieurs millions de degrés, expulsés de la galaxie à un moment donné dans le passé. NGC 2841 possède un trou noir supermassif d’environ 63 millions de masses solaires. Quatre supernovæ ont été découvertes dans NGC 2841. Elle fait partie du groupe de NGC 2841 qui comprend 5 galaxies principales.

NGC 2681 est une galaxie lenticulaire découverte par William Herschel en 1790. Elle présente une large raie HI, c’est une galaxie LINER b et c’est aussi une galaxie active de type Seyfert3. Sa vitesse par rapport au CMB est de 846 km/s, soit une distance de Hubble d’environ 40,8 millions d’al. 3 mesures non basées sur le redshift donnent une distance d’environ 51 millions d’années-lumière, plus près la distance réelle que la distance de Hubble.

NGC 3665 est une galaxie lenticulaire découverte par William Herschel en 1789. Elle présente un jet d’onde radio. Sa vitesse par rapport au CMB est de 2327 km/s, soit une distance de Hubble d’environ 112 millions d’années-lumière. Six mesures non basées sur le redshift donnent une distance d’environ 81,1 millions d’années-lumière. Elle est classée comme galaxie de type morphologique E (dust-lane). La supernova SN 2002 hl de type Ia a été découverte en 2002. C’est la galaxie la plus brillante d’un groupe de 7 membres.