NGC 891 

et la matière noire

 

    NGC 891 ou la solution du mystère de la Matière noire. Elle se situe à proximité de l'amas Abell 347, dans la constellation d'Andromède, non loin (3,5°) et à l'est de l'étoile Almak. Elle a été découverte par Caroline Herschel en août 1783. Son frère William, la répertorie sous le numéro HV 19. Elle acquiert toute sa splendeur dans un télescope de 200 mm.

     Si nous pouvions voir la Voie Lactée à des millions d'années-lumière, elle nous apparaîtrait ainsi. Mais les galaxies comme celle-là sont rarement vues par la tranche. Les distributions au hasard ne favorisent pas la probabilité de se trouver dans l'alignement.

     Voici ngc 891 vu par le télescope franco - canadien de Hawaï.

Voici ngc 891 vu par le télescope franco - canadien de Hawaï.

Interstellar Dust Bunnies of ngc 891
Credit & Copyright: Jean-Charles Cuillandre (CFHT), Hawaiian Starlight, CFHT

 http://www.cfht.hawaii.edu/HawaiianStarlight/English/Poster-NGC891.html

   La nouvelle caméra CFH12K créée pour le télescope France Canada Hawaï (CFHT) utilise un nouveau capteur depuis janvier 1999. Elle a un champ très large de 42 x 28 mn d'arc (Lune et Soleil: 30 mn d'arc) grâce à 2 x 6 capteurs de 2048 x 2048 pxls, placés côte à côte donnant un capteur géant de 12288 x 8192 pxls, ce qui porte à plus de 100 000 000 pxls (470 000 pour un camescope) ou 200 mégabits de données par image. La taille du pixel est de 15 µ, donnant ainsi une résolution de 0,206 sec d'arc à f/4 parfaitement adaptée à la qualité du ciel de Mauna Kea. 

 

Description

    NGC 891, une galaxie de type Sb, apparaît comme similaire à la nôtre. Les images en haute résolution font voir de longs filaments inusuels de couleur jaunâtre et noire, provenant des poussières, du disque galactique, qui absorbent la couleur bleue. Ces poussières interstellaires ont été probablement expulsées par l'explosion de supernovae

     En août 1986, une supernova fut découverte, à l'aide du VLA (Very Large Array) et baptisée 1986J. La magnitude atteinte fut de 14. Ses coordonnées:
  - RA : 2h 19mm 22,6s 
  - Dec: + 42° 06mn 19s. (équinoxe de 1950).

      NGC 891 possède un bulbe central aussi gros que celui de notre Galaxie, qui correspond à la région du Sagittaire. Le noyau galactique semble peuplé d'étoiles relativement vieilles, alors que le bord (bras spiraux) contient des étoiles chaudes et bleues, massives et brillantes.

      Tout comme la Voie Lactée, elle est relativement isolée et de ce fait, ne subit aucune perturbation de ses voisines. Par contre, la Voie Lactée, vue à cette distance, apparaîtrait distordue par les marées gravitationnelles engendrées par les Nuages de Magellan.

       Les poussières sont très tenues, ce qui rend leur détection difficile. La découverte de ces phénomènes étant récente, beaucoup de questions sont encore sans réponse. De la Matière noire sous forme d'hydrogène moléculaire (H2) est souvent évoquée. Il faut savoir que la Matière noire, c'est-à-dire invisible, expliquerait le mouvement des galaxies. Actuellement les calculs montrent qu'il manque 90% de matière, dans l'univers. Ce qui a été trouvé dans NGC 891 peut être appliqué à toutes les galaxies, cette dernière étant considérée comme normale.

Caractéristiques:

  • Distance: 30 millions al. 

  •  Magnitude: 10,81.

  • Ascension droite: 2h 22mn 31,3s.

  • Déclinaison: +42° 20mn 57s.

  • Dimension apparente: 13,5 x 2,5 min d'arc.

  • vitesse:  528 km/s.

  •  redshift:  0,001761.

Localisation de ngc 891

Localisation précise de ngc 891

Matière noire

  Un nouveau résultat obtenu par une équipe allemande avec le télescope spatial infra-rouge ISO favorise une nouvelle idée.

  Ils ont découvert dans le disque de NGC 891, la molécule H2 de l'hydrogène, considérée comme un élément important de la matière noire. De plus, la molécule est trouvée précisément avec la quantité nécessaire pour remplir le trou de la masse manquante. A une distance la plus éloignée du centre, de 37 000 années-lumière, ils ont trouvé la molécule sur 17 et 28,2 µm de longueur d'onde, à un endroit où d'autres molécules, comme celle de l'oxyde carbone (CO), ont été trouvées. Selon le spectre, la température du gaz est d'environ 80°K. 

   Pour Edwin A. Valentijn du Kapteyn Institute à Groningen (Hollande) ses résultats donnent une assise plus importante à la matière ordinaire qui constitue la Matière noire sous la forme de nuages massifs, dans le disque des galaxies. Cette solution avait déjà été envisagée, il y a 10 ans, par le même Valentijn. En 1989, il a mesuré la brillance de 2500 galaxies spirales, pour déterminer si ces objets étaient transparents ou opaques. Jusque-là, les scientifiques avaient supposé que les galaxies spirales étaient en principe transparentes, cela signifiait que la plupart de la lumière, venant de la matière ordinaire, était émise librement. Au contraire, Valentijn trouva que les spirales  étaient très obscurcies par leur propre poussières interstellaires. La Matière noire devait-elle, ou bien en partie, être simplement du gaz fréquemment associé à de la poussière interstellaire ?

     Si c'était le cas, le gaz devait être surtout de l'hydrogène dans sa forme moléculaire. C'est ainsi que Valentijn et son collègue, van der Werf, partirent à la recherche de l'hydrogène moléculaire, qui est très difficile à observer. L'émission de cette molécule peut seulement être détectée en infra-rouge à l'aide d'un télescope très sensible. Ainsi le télescope spatial de l'ESA, ISO, a permis l'étude sans précédent, de cette molécule.

   En utilisant le spectromètre SWS à bord du satellite ISO, l'équipe allemande s'est focalisée sur ngc 891, car très similaire à la Voie Lactée. Les mesures furent effectuées à 8 endroits différents, dans le disque de ngc 891.

   Valentijn fut surpris de constater que partout où ils regardaient, ils trouvaient la molécule tant convoitée. Il déclara même que son équipe étaient la seule à avoir pensé que les mesures étaient réalisables. Aucune autre observation avec ISO, n'avait été programmée. 

    De plus, l'équipe trouva la molécule d'hydrogène en quantité suffisante pour expliquer la masse manquante. Dans ngc 891, il y a 5 à 15 fois plus d'hydrogène moléculaire (H2) que d'hydrogène atomique (H).

    Comme l'astronome hollandais l'explique "S'il est bien établi qu'il existe 10 fois plus de molécule d'hydrogène que d'hydrogène atomique dans le disque des spirales, alors l'énigme de la masse manquante est résolue. Dans le cas de NGC 891, nous trouvons entre 5 et 15 fois plus d'hydrogène moléculaire que d'hydrogène atomique".

     NGC 891 étant une galaxie banale, il est raisonnable, selon Valentijn, de s'attendre à trouver le même résultat dans beaucoup d'autres galaxies aussi ordinaires. 

     Mais le problème est complexe et il ne faut pas tirer de conclusions hâtives dès maintenant et, bien sûr, d'autres observations doivent être effectuées. Les chercheurs sont optimistes. La découverte a été acceptée pour une publication dans le Astrophysical Journal Letters.

Août 2000

 

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ISO : centre espagnol de traitement.
Martin F. Kessler (ISO Project Scientist) : mKessler@iso.vilspa.esa.es

Edwin Valentijn, Kapteyn Institute, Groningen - Pays-Bas - valentijn@astro.rug.nl

Thijs de Graauw, ISO SWS Principal Investigator  -
 thijsdg@sron.rug.nlTh.de.Graauw@sron.rug.nl

 Télescope Fanco-canadien:       http://www.cfht.hawaii.edu

 

 

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