M81 (galaxie)

M81 (NGC 3031) est une galaxie spirale située dans la constellation de la Grande Ourse à environ 12 millions d'années-lumière de la Voie lactée.

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M81

La galaxie spirale M81.
Données d’observation
(Époque J2000.0)
Constellation Grande Ourse
Ascension droite (α) 09h 55m 33,2s[1]
Déclinaison (δ) 69° 03′ 55″ [1]
Magnitude apparente (V) 6,9  [2]
7,9 dans la Bande B [2]
Brillance de surface 13,04 mag/am2 [3]
Dimensions apparentes (V) 24,9′ × 11,5′[2]
Décalage vers le rouge -0,000113 ± 0,000013[1]
Angle de position 157°[2]

Localisation dans la constellation : Grande Ourse

Astrométrie
Vitesse radiale −34 ± 4 km/s [4]
Distance 3,674 ± 0,478 Mpc (∼12 millions d'a.l.) [5]
Caractéristiques physiques
Type d'objet Galaxie spirale
Type de galaxie SA(s)ab[1] SA(s)ab?[2] E/S0?[6]
Dimensions 87 000 a.l.[7]
Découverte
Découvreur(s) Johann Elert Bode[6]
Date 31 décembre 1774[6]
Désignation(s) NGC 3031
PGC 28630
UGC 5318
MCG 12-10-10
KCPG 218A
CGCG 333-7
IRAS 09514+6918 [2]
Liste des galaxies spirales

M81 (NGC 3031) a été classé par Gérard de Vaucouleurs comme une galaxie de type morphologique SA(s)ab dans son atlas des galaxies[8],[9].

La classe de luminosité de M81 est I-II et elle présente une large raie HI. M81 est une galaxie LINER, c'est-à-dire une galaxie dont le noyau présente un spectre d'émission caractérisé par de larges raies d'atomes faiblement ionisés et c'est aussi une galaxie active de type Seyfert 1.8.

Plus d'une centaine de mesures non basées sur le décalage vers le rouge (redshift) donnent une distance de 3,674 ± 0,478 Mpc (∼12 millions d'a.l.)[10]. M81 s'approche de la Voie lactée et on ne peut employer la valeur du décalage vers le rouge pour calculer sa distance.

Découverte de M81

Elle a été découverte par l'astronome allemand Johann Elert Bode en 1774 qui a aussi découvert la même nuit M82 (NGC 3034). On donne d'ailleurs le nom de nébuleuses de Bode à ces deux galaxies. M81 a été redécouverte indépendamment par l'astronome français Pierre Méchain en aout 1780 qui le signala à son ami Charles Messier. Messier a observé M81 le . D'autres astronomes ont aussi observé et enregistré M81, Johann Gottfried Koehler en 1779 et John Herschel en 1831[6].

Caractéristiques

M81 est une galaxie spirale d'un diamètre relativement modeste de 87 000 années-lumière. En 1993, l'observation d'une trentaine de céphéides par le télescope Hubble a permis d'estimer la distance de la galaxie à 11,8 millions d'années-lumière, ce qui en fait l'une des plus proches de la nôtre. Elle fait partie du même groupe de galaxies que M82, le groupe de M81 (le groupe G2 de la liste de Vaucouleurs). Ce groupe fait partie du superamas de la Vierge, de même que notre groupe local.

La répartition de la masse de la galaxie n'est pas homogène en raison de l'effet de marée dû à la proximité (~150 000 al) d'une autre galaxie moins massive. Le noyau de la galaxie abriterait un trou noir supermassif dont la masse est estimée à 7,6+2,2
−1,1 x 107 [11]. Selon une autre étude publiée en 2009 et basée sur la vitesse interne de la galaxie mesurée par le télescope spatial Hubble, la masse du trou noir supermassif au centre de NGC 3031 (M81) serait comprise entre 8,4 et 41 millions de [12].

Supernova

Une seule supernova a été observée dans cette galaxie[13], SN 1993J, découverte le par l'astronome amateur F. Garcia en Espagne[14]. Les caractéristiques spectrales de cette supernova ont évolué avec le temps. Initialement de type II, avec une raie de l'hydrogène marquée, elle évolua vers un type Ib, et la raie de l'hydrogène s'estompa au profit de la raie de l'hélium[15],[16]. De plus, les variations temporelles de luminosité de SN 1993J n'étaient pas semblables à celles des autres supernovas de type II[17],[18], mais plutôt à celles observées pour les types Ib[19]. La supernova a donc été classée de type IIb, une classe transitoire entre les types II et Ib[16]. Les résultats scientifiques tirés de l'étude de cette supernova suggèrent que les supernovas de types Ib et Ic se forment lors d'explosions d'étoiles supergéantes, à travers un processus équivalent à celui des supernovas de type II[16],[20].

Une image infrarouge de Messier 81 prise par le Télescope spatial Spitzer.
La couleur bleue marque les émissions stellaires observées à 3,6 μm[21].
La couleur verte représente les émissions à 8 μm, provenant des hydrocarbures aromatiques polycycliques du milieu interstellaire[21].
La couleur rouge représente les émissions à 24 μm provenant des poussières chaudes du milieu interstellaire[22].
Credit: NASA/JPL-Caltech/K. Gordon/S. Willner/N.A. Sharp.

Source radio inconnue

En 2015, une source radio atypique est observée dans la galaxie M81 pendant deux mois ; sa nature n'est pas élucidée[23].

Émissions par la poussière interstellaire

La plupart des émissions aux longueurs d'onde infrarouges proviennent des poussières interstellaires[22],[24]. Cette poussière interstellaire se trouve principalement dans les bras spiraux des galaxies, et il a été montré qu'elle est liée aux régions d'étoiles en formation[22],[24]. L'explication généralement retenue est que les étoiles bleues présentes dans ces régions, étoiles chaudes et à faible durée de vie, échauffent ces poussières et augmentent ainsi leurs émissions infrarouges.

Observation

M81 ne peut être vue sans instrument[25]. Elle est nettement visible avec des jumelles du fait de sa magnitude de 6,9. Dans un télescope de 114 mm, le noyau apparaît comme lumineux et entouré d'un halo diffus. Un instrument de 350 mm et de bonnes conditions d'observations sont nécessaires pour déceler les bras spiraux de la galaxie.

Trouver M81 peut permettre de repérer M82, située toute proche à 0,75° au nord de M81.

Groupe de M81

M81 fait partie d'un groupe de galaxies qui porte son nom[26],[27]. Le groupe de M81 compte près d'une quarantaine de galaxies connues dont les plus importantes sont M82 (NGC 3034), 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

Notes et références
  1. (en) « NASA/IPAC Extragalactic Database », Resultats pour NGC 3031 (consulté le )
  2. « Les données de «Revised NGC and IC Catalog by Wolfgang Steinicke» sur le site ProfWeb, NGC 3000 à 3099 »
  3. La brillance de surface (S) se calcule à partir de la magnitude apparente (m) et de la surface de la galaxie selon l'équation
  4. On obtient la vitesse radiale d'une objet céleste à l'aide de l'équation v = z×c, où z est le décalage Doppler (redshift ou bleushift) et c la vitesse de la lumière. L'incertitude relative de la vitesse Δv/v est égale à celle de z étant donné la grande précision de c.
  5. Mesures indépendantes du décalage vers le rouge.
  6. (en) « Site du professeur C. Seligman » (consulté le )
  7. On obtient le diamètre d'une galaxie par le produit de la distance qui nous en sépare et de l'angle, exprimé en radian, de sa plus grande dimension.
  8. Atlas des galaxies de Vaucouleurs sur le site du professeur Seligman, NGC 3031
  9. (en) « The Galaxy Morphology Website, NGC 3031 » (consulté le )
  10. « Your NED Search Results », sur ned.ipac.caltech.edu (consulté le )
  11. Alister W. Graham, « Populating the galaxy velocity dispersion – supermassive black hole mass diagram: A catalogue of (Mbh, σ) values », Publications of the Astronomical Society of Australia, vol. 25#4,‎ , p. 167-175, table 1 page 174 (DOI 10.1088/1009-9271/5/4/002, Bibcode 2005ChJAA...5..347A, lire en ligne)
  12. A. Beifiori, M. Sarzi, E.M. Corsini, E. Dalla Bontà, A. Pizzella, L. Coccato et F. Bertola, « UPPER LIMITS ON THE MASSES OF 105 SUPERMASSIVE BLACK HOLES FROM HUBBLE SPACE TELESCOPE/SPACE TELESCOPE IMAGING SPECTROGRAPH ARCHIVAL DATA », The Astrophysical Journal, vol. 692#1,‎ , p. 856-868 (DOI 10.1088/0004-637X/692/1/856, lire en ligne)
  13. (en) « NASA/IPAC Extragalactic Database », Results for extended name search on NGC 3031 (consulté le )
  14. (en) J. Ripero, F. Garcia, D. Rodriguez, P. Pujol, A.V. Filippenko, R.R. Treffers, Y. Paik, M. Davis, D. Schlegel, F.D.A. Hartwick, D.D. Balam, D. Zurek, R.M. Robb, P. Garnavich et B.A. Hong, « Supernova 1993J in NGC 3031 », IAU Circular, vol. 5731,‎ (lire en ligne)
  15. (en) B.P. Schmidt, R.P. Kirshner, R.G. Eastman, R. Grashuis, I. dell'Antonio, N. Caldwell, C. Foltz, J.P. Huchra et A.A.E. Milone, « The unusual supernova SN1993J in the galaxy M81 », Nature, vol. 364,‎ , p. 600-602 (DOI 10.1038/364600a0, lire en ligne)
  16. (en) A.V. Filippenko, T. Matheson et L.C. Ho, « The "Type IIb" Supernova 1993J in M81: A Close Relative of Type Ib Supernovae », Astrophysical Journal Letters, vol. 415,‎ , L103-L106 (DOI 10.1086/187043, lire en ligne)
  17. (en) P.J. Benson, W. Herbst, J.J. Salzer, G. Vinton, G.J. Hanson, S.J. Ratcliff, P.F. Winkler, D.M. Elmegreen, F. Chromey, C. Strom, T.J. Balonek et B.G. Elmegreen, « Light curves of SN 1993J from the Keck Northeast Astronomy Consortium », Astronomical Journal, vol. 107,‎ , p. 1453-1460 (DOI 10.1086/116958, lire en ligne)
  18. (en) J.C. Wheeler, E. Barker, R. Benjamin, J. Boisseau, A. Clocchiatti, G. de Vaucouleurs, N. Gaffney, R.P. Harkness, A.M. Khokhlov, D.F. Lester, B.J. Smith, V.V. Smith et J. Tomkin, « Early Observations of SN 1993J in M81 at McDonald Observatory », Astrophysical Journal, vol. 417,‎ , L71-L74 (DOI 10.1086/187097, lire en ligne)
  19. (en) M.W. Richmond, R.R. Treffers, A.V. Filippenko, Y. Palik, B. Leibundgut, E. Schulman et C.V. Cox, « UBVRI photometry of SN 1993J in M81: The first 120 days », Astronomical Journal, vol. 107,‎ , p. 1022-1040 (DOI 10.1086/116915, lire en ligne)
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  21. (en) S.P. Willner, M.L.N. Ashby, P. Barmby, G.G. Fazio, M. Pahre, H.A. Smith, R.C. Kennicutt, Jr., D. Calzetti, D.A. Dale, B.T. Draine, M.W. Regan, S. Malhotra, M.D. Thornley, P.N. Appleton, D. Frayer, G. Helou, S. Stolovy, et L. Storrie-Lombardi, « Infrared Array Camera (IRAC) Observations of M81 », Astrophysical Journal Supplement Series, vol. 154,‎ , p. 222-228 (DOI 10.1086/422913, lire en ligne)
  22. (en) K.D. Gordon, P.G. Pérez-González, K.A. Misselt, E.J. Murphy, G.J. Bendo, F. Walter, M.D. Thornley, R.C. Kennicutt, Jr., G.H. Rieke, C.W. Engelbracht, J.-D.T. Smith, A. Alonso-Herrero, P.N. Appleton, D. Calzetti, D.A. Dale, B.T. Draine, D.T. Frayer, G. Helou, J.L. Hinz, D.C. Hines, D.M. Kelly, J.E. Morrison, J. Muzerolle, M.W. Regfan, J.A. Stansberry, S.R. Stolovy, L.J. Storrie-Lombardi, K.Y.L. Su et E.T. Young, « Spatially Resolved Ultraviolet, Hα, Infrared, and Radio Star Formation in M81 », Astrophysical Journal Supplement Series, vol. 154,‎ , p. 215-221 (DOI 10.1086/422714, lire en ligne)
  23. (en) G E Anderson, J C A Miller-Jones, M J Middleton, R Soria, D A Swartz et al., « Discovery of a radio transient in M81 », Monthly Notices of the Royal Astronomical Society,‎ (lire en ligne).
  24. (en) P.G. Pérez-González, R.C. Kennicutt, Jr., K.D. Gordon, K.A. Misselt, A. Gil de Paz, C.W. Engelbracht, G.H. Rieke, G.J. Bendo, L. Bianchi, S. Bossier, D. Calzetti, D.A. Dale, B.T. Draine, T.H. Jarrett, D. Hollenbach et M.K.M. Prescott, « Ultraviolet through Far-Infrared Spatially Resolved Analysis of the Recent Star Formation in M81 (NGC 3031) », Astrophysical Journal, vol. 648,‎ , p. 987-1006 (DOI 10.1086/506196, lire en ligne)
  25. Cependant, des observations à l'œil nu dans des conditions exceptionnelles ont été rapportées ; voir par exemple (en) « Sur l'observation de M81 à l'œil nu » [txt].
  26. (en) I. D. Karachentsev, « The Local Group and Other Neighboring Galaxy Groups », The Astronomical Journal, vol. 129, no 1,‎ , p. 178-188 (lire en ligne) DOI:10.1086/426368
  27. A.M. Garcia, « General study of group membership. II - Determination of nearby groups », Astronomy and Astrophysics Supplement Series, vol. 100 #1,‎ , p. 47-90 (Bibcode 1993A&AS..100...47G)

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