M99 (galaxie spirale)

M99 (NGC 4254) est une galaxie spirale de grand style située dans la constellation de la Chevelure de Bérénice à environ 50 millions d'années-lumière. M99 a été découvert l'astronome français Pierre Méchain en 1781. Charles Messier a observé cette galaxie le de la même année et l'a ajouté à son catalogue[6].

M99

La galaxie spirale M99
Données d’observation
(Époque J2000.0)
Constellation Chevelure de Bérénice
Ascension droite (α) 12h 18m 49,6s[1]
Déclinaison (δ) 14° 24′ 59″ [1]
Magnitude apparente (V) 9,9[2]
10,4 dans la Bande B [2]
Brillance de surface 13,37 mag/am2[3]
Dimensions apparentes (V) 5,3′ × 4,6′[2]
Décalage vers le rouge 0,008029 ± 0,000010[1]
Angle de position 51°[2]

Localisation dans la constellation : Chevelure de Bérénice

Astrométrie
Vitesse radiale 2 407 ± 3 km/s [4]
Distance 15,193 ± 2,047 Mpc (∼49,6 millions d'a.l.)[5]
Caractéristiques physiques
Type d'objet Galaxie spirale
Type de galaxie SA(s)c[1],[6] Sc[2],[7]
Dimensions 76 000 a.l.[8]
Découverte
Découvreur(s) Pierre Méchain[6]
Date [6]
Désignation(s) NGC 4254
PGC 39578
UGC 7345
MCG 3-31-99
CGCG 99-11
CGCG 98-144
VCC 307 [2]
Liste des galaxies spirales

NGC 4254 a été utilisé par Gérard de Vaucouleurs comme une galaxie de type morphologique SA(s)c dans son atlas des galaxies[9],[10].

La classe de luminosité de M99 est III et elle présente une large raie HI. Elle renferme également des régions d'hydrogène ionisé. De plus, c'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.[1]

M99 faisait partie des galaxies étudiées lors du relevé de l'hydrogène neutre de l'amas de la Vierge par le Very Large Array. Les résultats de cette étude sont sur cette page du site du VLA[11].

Distance de M99

Plusieurs mesures non basées sur le décalage vers le rouge (redshift) donnent une distance de 15,193 ± 2,047 Mpc (∼49,6 millions d'a.l.),[5] ce qui est nettement à l'extérieur des distances calculées en employant la valeur du décalage [12] qui donne ici une valeur de 33,6 ± 2,3 Mpc (∼110 millions d'a.l.)[12]

Cette galaxie, comme plusieurs de l'amas de la Vierge, est relativement rapprochée du Groupe local et on obtient souvent une distance très différente en se basant sur le décalage. Cela est sans doute dû à la faible gravité exercée par le Groupe local ou par l'amas de la Vierge lui-même, certaines galaxies se dirigeant vers le centre de l'amas en s'éloignant ou en s'approchant de la Voie lactée. Ceci contrebalance l'expansion de l'Univers et qui rend ainsi la loi de Hubble moins applicable. Selon ces deux mesures, M99 se dirige vers le centre de l'amas en direction opposée de la Voie lactée. La distance de 15,193 Mpc est sans doute plus près de la réalité. À cette distance, la taille maximale de la galaxie est de 76 kal.

Interaction entre M98 et l'amas de la Vierge

Formation d'étoiles

M98 n'est pas considéré comme une galaxie à sursaut de formation d'étoiles, mais elle présente un taux de formation d'étoiles trois plus élevé que d'autres galaxies spirales de type similaire. Cette activité pourrait provenir de rencontres rapprochées avec d'autres galaxies en périphérie de l'amas de la Vierge.[13] Il est probable que la galaxie M98 entre pour la première fois dans l'amas de la Vierge. Située à la périphérie de l'amas, à une distance angulaire de 3,7° (environ un mégaparsec), M98 subit un décapage produit par son mouvement (en) dans le milieu intergalactique.[14]

Interaction avec la matière sombre?

Un pont d'hydrogène gazeux neutre relie M99 à VIRGOHI21, un halo de matière sombre situé dans l'amas de la Vierge. Cet objet a la taille d'une galaxie, mais il ne contient aucune étoile visible. La gravité de cet objet a peut-être déformé M99 et produit le pont de gaz, car ces deux objets peuvent avoir connu une rencontre rapprochée avant de se séparer. Il se pourrait aussi que VIRGOHI21 soit constitué de débris de marée provenant d'une interaction avec la galaxie lenticulaire NGC 4262, il y a environ 280 millions d'années.[15]

PTF 10fqs, une étoile fort étrange
L'un des brais spiraux de M99 sur l'un des cotés de la galaxie. Image captée par le télescope spatial Hubble.

Au cours des dernières années, quelques phénomènes inexpliqués ont été observés dans M99. Parmi ceux-ci, on rencontre l'étrange comportement de l'étoile cataloguée PTF 10fqs. Cette étoile a été découverte par le relevé astronomique Palomar Transient Factory (PTF) qui balayait le ciel à la recherche de changements soudains de luminosité, comme ceux produits par une étoile variable ou encore une supernova. Cette étoile est visible dans le coin supérieur gauche de l'image captée par Hubble[16].

Ce qui est inhabituel avec l'étoile PTF 10fqs, c'est qu'elle défie toute classification. Sa luminosité était intermédiaire entre celle d'une nova et d'une supernova et elle a lentement diminué d'une magnitude en 68 jours. L'origine de cet événement demeure un mystère et un sujet de controverse.[17] Les astrophysiciens ont proposé un certain nombre d'explications possibles, y compris l'originale hypothèse du plongeon d'un planète géante dans l'étoile[16].

Supernova

Quatre supernovas ont été découvertes dans M98 : SN 1967H, SN 1972Q, SN 1986I et SN 2014L[18].

SN 1967H

Cette supernova a été découverte le par l'astrophysicien américano-suisse Fritz Zwicky. Le type de cette supernova n'a pas été déterminé[19] .

SN 1972Q

Cette supernova a été découverte le par l'astronome italien Leonida Rosino (it). Le type de cette supernova n'a pas été déterminé[20].

SN 1986I

Cette supernova a été découverte le par l'astrophysicien Carlton R. Pennypacker (en) de l'université de Californie à Berkeley. Cette supernova était de type II[21].

SN 2014L

Cette supernova a été découverte le dans le cadre du relevé THU-NAOC (National Astronomical Observatories of Chinese). Cette supernova était de type Ic[22].

Groupe de M88, de M60 et l'amas de la Vierge

Selon A.M. Garcia, M99 (NGC 4254) est membre du groupe de M88 (NGC 4501). Ce groupe de galaxies comprend au moins 44 membres, dont 17 apparaissent au New General Catalogue et 18 à l'Index Catalogue[23].

D'autre part, la plupart des galaxies du New General Catalogue, dont M99, et seulement trois de l'Index Catalogue du groupe de M88 apparaissent dans une liste de 227 galaxies d'un article publié par Abraham Mahtessian en 1998. [24] Cette liste comporte plus de 200 galaxies du New General Catalogue et une quinzaine de galaxies de l'Index Catalogue. On retrouve dans cette liste 11 galaxies du Catalogue de Messier, soit M49, M58, M60, M61, M84, M85, M87, M88, M91, M99 et M100.

Toutes les galaxies de la liste de Mahtessian ne constituent pas réellement un groupe de galaxies. Ce sont plutôt plusieurs groupes de galaxies qui font tous partie d'un amas galactique, l'amas de la Vierge. Pour éviter la confusion avec l'amas de la Vierge, on peut donner le nom de groupe de M60 à cet ensemble de galaxies, car c'est l'une des plus brillantes de la liste. L'amas de la Vierge est en effet beaucoup plus vaste et compterait environ 1300 galaxies, et possiblement plus de 2000[25], situées au coeur du superamas de la Vierge, dont fait partie le Groupe local[26],[27].

De nombreuses galaxies de la liste de Mahtessian se retrouvent dans onze groupes décrits dans l'article d'A.M. Garcia [23], soit le groupe de NGC 4123 (7 galaxies), le groupe de NGC 4261 (13 galaxies), le groupe de NGC 4235 (29 galaxies), le groupe de M88 (13 galaxies, M88 = NGC 4501), le groupe de NGC 4461 (9 galaxies), le groupe de M61 (32 galaxies, M61 = NGC 4303), le groupe de NGC 4442 (13 galaxies), le groupe de M87 (96 galaxies, M87 = NGC 4486), le groupe de M49 (127 galaxies, M49 = NGC 4472), le groupe de NGC 4535 (14 galaxies) et le groupe de NGC 4753 (15 galaxies). Ces onze groupes font partie de l'amas de la Vierge et ils renferment 396 galaxies. Certaines galaxies de la liste de Mahtessian ne figurent cependant dans aucun des groupes de Garcia et vice versa.

Galerie

Notes et références
  1. (en) « NASA/IPAC Extragalactic Database », Resultats pour NGC 4254 (consulté le )
  2. « Les données de «Revised NGC and IC Catalog by Wolfgang Steinicke» sur le site ProfWeb, NGC 4200 à 4299 »
  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 de récession d'une galaxie à l'aide de l'équation v = z×c, où z est le décalage vers le rouge (redshift) 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. « Your NED Search Results », sur ned.ipac.caltech.edu (consulté le )
  6. (en) « Site du professeur C. Seligman » (consulté le )
  7. (en) « NGC 4254 sur HyperLeda » (consulté le )
  8. 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.
  9. Atlas des galaxies de Vaucouleurs sur le site du professeur Seligman, NGC 4254
  10. (en) « The Galaxy Morphology Website, NGC 4254 » (consulté le )
  11. (en) « VLA Imaging of Virgo in Atomic Gas, NGC 4254 » (consulté le )
  12. On obtient la distance qui nous sépare d'une galaxie à l'aide de la loi de Hubble : v = Hod, où Ho est la constante de Hubble (70±5 (km/s)/Mpc) . L'incertitude relative Δd/d sur la distance est égale à la somme des incertitudes relatives de la vitesse et de Ho.
  13. K. T. Chyży, M. Ehle et R. Beck, « Magnetic fields and gas in the cluster-influenced spiral galaxy NGC 4254 », Astronomy & Astrophysics, vol. 474,‎ , p. 415-429 (DOI 10.1051/0004-6361:20077497, lire en ligne)
  14. B. Vollmer, W. Huchtmeier et W. van Driel, « NGC 4254: a spiral galaxy entering the Virgo cluster », Astronomy & Astrophysics, vol. 439#3,‎ , p. 921-933 (DOI 10.1051/0004-6361:20041350, lire en ligne)
  15. Pierre Alain Duc, Frederic Bournaud et Elias Brinks, « Tidal Debris posing as Dark Galaxies », Proceedings IAU Symposium, vol. 244,‎ , p. 10 pages (DOI 10.1017/S1743921307014019, lire en ligne)
  16. (en) « A bright spark in a nearby spiral galaxy » (consulté le )
  17. Mansi M. Kasliwal1, Shri R. Kulkarni1, Iair Arcavi et al., « PTF 10fqs: A LUMINOUS RED NOVA IN THE SPIRAL GALAXY MESSIER 99 », The Astrophysical Journal, vol. 730#2,‎ , p. 11 pages (DOI 10.1088/0004-637X/730/2/134, lire en ligne)
  18. (en) « Central Bureau for Astronomical Telegrams » (consulté le )
  19. (en) « Other Supernovae images »
  20. (en) « Other Supernovae images »
  21. (en) « Other Supernovae images »
  22. (en) « Bright Supernovae - 2014 »
  23. 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)
  24. Abraham Mahtessian, « Groups of galaxies. III. Some empirical characteristics », Astrophysics, vol. 41 #3,‎ , p. 308-321 (DOI 10.1007/BF03036100, lire en ligne, consulté le )
  25. (en) « Cosmos, Virgo Cluster » (consulté le )
  26. (en) P. Fouque, E. Gourgoulhon, P. Chamaraux, G. Paturel, « Groups of galaxies within 80 Mpc. II - The catalogue of groups and group members », Astronomy and Astrophysics Supplement, vol. 93,‎ , p. 211-233 (Bibcode 1992A&AS...93..211F, lire en ligne)
  27. (en) Tully, R.B., « The Local Supercluster », Astrophysical Journal, vol. 257,‎ , p. 389-422 (DOI 10.1086/159999, Bibcode 1982ApJ...257..389T, lire en ligne)

Voir aussi

Articles connexes

Liens externes
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