NGC 3992 M 109
NGC 3992 M 109

L'avant-dernier objet du catalogue de Messier

NGC 3992 M 109
NGC 3992 M 109

Nuits du 04 et du 13 mai 2018. Nerpio. C11 Edge HD, Réducteur de focale x0.7. Paramount ME. ATIK 4000 MM. Suivi par CCD AP. 23 poses unitaire de de 90 secondes filtre L, 18 poses unitaires de 90 secondes en filtre R, 15 poses unitaires de 90 secondes en filtre G, 30 poses unitaires de 90 secondes en filtre B. Traitement full Pixinsight.

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NGC 3992 - M 109

L'avant-dernier objet du catalogue de Messier

 Ursa Major
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Introduction

Ajoutée tardivement au catalogue de Messier sous la référence M109, NGC 3992 est une galaxie spirale barrée de de la Grande Ourse 

Crop sur M109 et sur la petite PGC 37700 à sa gauche
Crop sur M109 et sur la petite PGC 37700 à sa gauche
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Description

M109 (ou NGC 3992) est une galaxie spirale barrée de type SB C (située dans la constellation de la Grande Ourse de dimensions apparentes de 7,6 x 4,7 minutes d'arc. Elle a été utilisée par Gérard de Vaucouleurs comme une galaxie de type morphologique SB(rs)bc dans son atlas des galaxies.


Il est décrit par de nombreuses sources internet qu'elle aurait été observée pour la première fois par Pierre Méchain le 12 mars 1781 et ensuite seulement par Charles Messier (le 24 mars de la même année). L'observation de Méchain a longtemps été considérée comme la première observation de M109, cependant, dans une lettre envoyée à Jean Bernoulli le 6 mai 1783, Méchain n'avait toujours pas déterminé sa position. En fait, en 2006, l'astronome amateur néerlandais Henk Bril a constaté que Méchain avait presque certainement observé NGC 3953 et non M109. Par contre, entre fin mars et début mai 1781, Messier a bien observé ces deux galaxies, notant leur position dans la copie personnelle de son catalogue (l'ascension droite de NGC 3953 et la déclinaison de NGC 3992). Même si mes positions n'apparaissent pas très précises, la déclinaison notée est bien celle de NGC 3992 et il est presque certain que Messier a donc bien observé M 109. Ce n'est qu'en 1953 qu'Owen Gingerich a ajouté M 109 au catalogue de Messier, en indiquant que Méchain était le découvreur de cette galaxie. Puisque Messier n'avait pas ajouté M 109 à son catalogue, ni John Herschel ni John Dreyer n'étaient au courant de ses observations et ils n'ont donc pas mentionné son nom dans leur catalogue. William Herschel redécouvrit cette galaxie de manière indépendante le 12 avril 1789, la classant en nébuleuse planétaire.


Elle présente un anneau interne faible autour d'une barre centrale. Sa distance est estimée à environ ~55,1 millions d'années-lumières (16,9 Mpc), soit un diamètre réel d'environ 130 000 années lumière (40 kpc). 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, de classe de luminosité II-III, elle présente également des régions d'hydrogène ionisé. Selon Beifori et al. 2009, la masse du trou noir supermassif au centre de M 109 serait comprise entre 18 millions et 67 millions de masses solaires, en se fondant sur l'expliration de la vitesse interne de la galaxie mesurée par le télescope spatial Hubble (en concordance avec les mesures de luminosité de la bande K de l'infrarouge proche du bulbe de M 109, qui donnent une valeur de 10^7,3 (soit environ 20 millions de) masses solaires.

Zoom sur le coeur de M109 par Hubble
Zoom sur le coeur de M109 par Hubble

Cette image de Hubble, capturée par la Caméra à Champ Large 3 (Wide Field Cam 3) dans les longueurs d'onde visibles et infrarouges, met en évidence le noyau lumineux de NGC 3992. Cette image faisait partie des nombreuses observations faites par Hubble lors d'une étude sur les trous noirs supermassifs d'un large pannel de galaxies de formes diverses.

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Un peu de science

En fonction des auteurs, M 109 appartient à des groupes de galaxies plus ou moins importants, et même sur SIMBAD, si elle est répertoriée comme Galaxy in a Group of galaxies, ses "parents" sont au nombre de 4... La plupart du temps, toutefois, le groupe mentionné est celui qui porte son nom, le Groupe de M109 dont elle est le membre le plus brillant, vaste d'au moins 41 membres. On retrouve parmi ceux-ci les galaxies NGC 3726, NGC 3782, NGC 3870, NGC 3877, NGC 3893, NGC 3896, NGC 3917, NGC 3922, PGC 37217 (identifié faussement à NGC 3924), NGC 3928, NGC 3931, NGC 3949, NGC 3953, NGC 3985, NGC 4010, NGC 4026, NGC 4085, NGC 4088, NGC 4100, NGC 4102, NGC 4142, NGC 4157, NGC 4217 et NGC 4220. 


M109 possède au moins trois galaxies satellites (UGC 6923, UGC 6940 et UGC 6969).


Je pensais trouver pas mal de papiers centrés sur cette belle galaxie, mais en fait pas tant que ça. Le dernier en date ciblé sur son étude date de 2002, et s'attache à étudier ses proportions de matière noire et de matière baryonique.

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Dans cette étude sur la cinématique de M 109 et la recherche d’éventuelle matière noire en son sein à travers l’étude fine de ses courbes vélocimétriques, les auteurs (Bottema et al.) rappellent en préambule qu'il a été constaté assez tôt que les galaxies spirales barrées étaient "à rotation rapide" comparativement aux autres galaxies, ce qui avait conduit à l'idée que les frictions devaient être faibles entre le centre et la barre d'une part et la périphérie d'autre part et que donc les galaxies spirales barrées ne devaient pas avoir de concentration de halos de matière noire en leur centre, à l'inverse des galaxies des autres types, qui seraient elles riches en matière noire au centre. En l’occurrence, la vitesse radiale de M 109 est de 1047±2 km/s.


La galaxie est riche en gaz et les auteurs y montrent une distribution d’hydrogène neutre (H I) régulière, avec une extension radiale de bas niveau à l'extérieur du disque stellaire et la présence d’un "trou" d'hydrogène neutre en projection de la région exacte de la barre, comme si le gaz avait été "transporté" vers l'intérieur du disque par la barre. Du fait de ce "trou", aucun événement d'accrétion majeur n'a eu lieu dans l'histoire galactique récente au niveau central de NGC 3992, ce qui est bien corrélé avec les observations en bandes couleurs (peu d'étoiles bleues, donc jeunes, au centre). Par ailleurs, Bottema et al. notent que la cinétique des gaz est très régulière, ce qui signifie que l'influence du potentiel de la barre sur les champs de vitesse est négligeable. Par ailleurs, on peut remarquer que si la densité du gaz est si faible au sein de la barre, cela implique qu’elle a "survécu” assez longtemps pour avoir le temps de transporter tout le gaz vers le centre.


Plus complexe, l'étude fine des courbes de rotation (figure 6 de la galerie scientifique) montre la présence d'éléments distincts qui pourraient être expliqués par une distribution radiale non exponentielle de la lumière au sein NGC 3992. La décomposition de la courbe de rotation évoque quant à elle la présence d'un disque sous maximal (la notion de disque "maximal" ou "sous-maximal" correspond à l'impact “maximal” ou non du disque - et donc de la masse de ses étoiles - sur la courbe de rotation), bien qu'une variété de “contributions” du disque jusqu'à une situation de disque maximal puisse s'adapter aux données observationnelles. Les auteurs notent que, pour une telle contribution maximale du disque (à laquelle on pourrait s'attendre pour générer et maintenir la barre), le rapport masse / lumière requis est important mais non exceptionnel.


Enfin, sans que l'on ne sache trop pourquoi, des publications sur les galaxies spirales barrées ont constaté une discrète erreur d'alignement entre la barre de NGC 3992 et son bulbe. Qui se lance ? :) A mon avis, il faut aller chercher dans les "small mergers".


Dernière information, la supernova SN 1956A y a été découverte le 8 mars 1956  par H.S Gates. Cette supernova de type Ia a atteint une magnitude maximale de 13,08.

Références :

Dark and luminous matter in the NGC 3992 group of galaxies I. The large barred spiral NGC 3992. R. Bottema and M. A. W. Verheijen. A&A 388, 793–808 (2002)


Model-independent measurements of bar pattern speeds. J. Gerssen, K. Kuijken, M. R. Merrifield Mon. Not. R. Astron. Soc. 345, 261–268 (2003)


Upper limits on the masses of 105 supermassive black holes from hubble space telescope/space telescope imaging spectrograph archival data  A. Beifiori, M. Sarzi, E.M. Corsini, E. Dalla Bontà, A. Pizzella, L. Coccato et F. Bertola. The Astrophysical Journal, vol. 692#1,‎ février 2009, p. 856-868


Three-dimensional decomposition of galaxies with bulge and long bar. P. Compère, M. López-Corredoira and F. Garzón. A&A 571, A98 (2014)


Bulge properties and dark matter content of early-type barred galaxies Formation and Evolution of Galaxy Bulges. E. M. Corsini . Proceedings IAU Symposium No. 245, 2007

Date  de création : 

Date  de modification :

23 05 2018

22 04 2021