Quintette de Stephan

  Le quintette de Stephan est le lieu par excellence pour l'étude de la formation d'amas d'étoiles et de galaxies naines. C'est l'une des plus excitantes régions de formations d'étoiles de notre univers local, avec ses collisions titanesques. C'est l'objet favori des astronomes amateurs. Aujourd'hui, quelques centaines de groupements similaires sont connus, mais peu sont aussi spectaculaires. Le quintette participe aussi au débat sur la validité du redshift (décalage vers le rouge) utilisé pour mesurer les distances des galaxies lointaines.

  En 1877, l'astronome français Edouard Stephan découvrit, à l'observatoire de Marseille à l'aide d'un 400 mm, un petit groupe de galaxies. Ce système, connu aujourd'hui sous le nom de quintette de Stephan (alias Hickson 92, Arp 319 et VV228), consiste en 5 galaxies qui apparaissaient proches les unes des autres et semblant se chevaucher. Plusieurs galaxies montrent des signes de violentes interactions avec des formes distordues et de longs filaments d'étoiles et de gaz s'étendant très loin du corps des galaxies. Ce système est le prototype même des petits amas appelés groupes compacts.

Plan large

  Pour réaliser la photo ci-dessous, Dean Jacobsen a utilisé un Célestron C-11  monture Losmandy G-11, équipé d'un réducteur de focale Optec 0,33 ouvert à f/3,3 et  des filtres jaunes. L'ensemble fut monté sur une caméra CCD haute résolution SBIG ST7. Le temps de pose fut de 40 mn.

  On distingue de haut à gauche dans le sens horaire:
 NGC 7319 (mag 14,4) - NGC 7318B (mag 14) - NGC 7318A (mag 14,6) - NGC 7317 (mag 14,8) - NGC 7320 (mag 16,6) et à gauche du quintet la faible NGC 7320C (mag 16,3)

Cartes pour la localisation

• nom:                          ARP 319, Hickson 92, VV 228.

• composition:           5 galaxies.

• constellation:          Pégase

• ascension droite:   22h36mn

• déclinaison:             33°57mn

• magnitude:               13

• taille:                          2 mn d'arc.

• distance:                   345 millions d'années-lumière.

• classification:           groupe compact de galaxie. 

 - Dean Jacobsen

Vitesse de déplacement

  En 1961, Geoffrey et Margaret Burbidge obtiennent le spectre des galaxies de Stephan. Leurs observations révèlent que toutes s'éloignent à la même vitesse de la Terre (~ 6 000 km/s), mais l'une d'elles (NGC 7320), moins vite que les autres (~ 800 km/s). 2 explications furent avancées. Pour la 1ère, la moins rapide n'appartient pas au même groupe et elle est située sur un autre plan par rapport à la ligne de visée. Selon la loi de Hubble, par suite de l'expansion de l'Univers, la vitesse d'éloignement des galaxies est proportionnelle à la distance. Ainsi s'explique la différence de vitesse par la différence de distance. Quelques astronomes préfèrent une autre explication. Pour eux, elles sont toutes issues du même groupe, mais se déplacent très rapidement l'une de l'autre à la suite d'un phénomène inconnu de nos jours. 

   Le redshift de NGC 7320 est le même que celui de la galaxie NGC 7331 et ses voisines (voir ci-dessous), ce qui pour certains astronomes accrédite l'idée que c'est un objet au premier plan appartenant au groupe de NGC 7331.

 http://sci.esa.int/img/90/26256.jpg

Credit: Jane C. Charlton (Penn State) et al., HST, ESA, NASA

 Très gros plan

  Voici un agrandissement de la région central du quintette de Stephan, vue par le télescope Hubble. Nous pouvons admirer de gigantesques collisions cosmiques.
    De longues  traînées, fortement déformées par l'effet de marées gravitationnelles, passent entre les galaxies en de longs filaments d'étoiles et de gaz. Elles s'étendent loin au-delà des régions centrales et  sont issues de galaxies vrillées par les marées gravitationnelles, lors des rencontres cosmiques.
    La région parait intimement liée à l'espace. Il y a quelques centaines de millions d'années, la galaxie NGC 7320C est passée au travers du groupe. La collision  rompit l'équilibre  pour former une longue queue d'étoiles et de gaz, par effet de marées, dans la région central de la galaxie spirale NGC 7318B. Cette intrusion a déclenché de d'immenses flambées d'étoiles s'étalant, avec le gaz, entre les galaxies.  Les nouvelles venues (étoiles bleues) sont visibles dans de nombreuses régions à gauche et au-dessus de NGC 7318 A/B.
  Pour Mariano Moles de l'institut de mathématiques et de physique fondamentale de Madrid, spécialiste du quintette de Stéphan depuis de nombreuses années, c'est un grand plaisir de voir cette magnifique image (ci-dessous) du HST (télescope Hubble), car ce fut une énigme de comprendre la différence de vitesse de NGC 7320 et NGC 7318 A/B. Aujourd'hui, il est évident pour lui, au vue des nouvelles images où les étoiles sont presque vues individuellement, que NGC 7320 est au premier plan. D'autre part, il est aussi acquis que NGC 7320C et NGC 7318B sont juste en train de passer et ne sont pas liées au groupe. Le quintette de Stéphan  est un trio composé de NGC 7317, 7318A et 7319.
   Cette image a permis aux scientifiques de localiser des flambées d'étoiles en formation. Des centaines d'amas d'étoiles et d'amas d'amas d'étoiles sont visibles. Pour Pierre Duc du laboratoire d'astrophysique de Saclay, c'est l'endroit idéal pour étudier les interactions entre galaxies.
   Mais il y a beaucoup plus intéressant: la création d'une quantité importante de galaxies naines le long de la traînée gravitationnelle appartenant à NGC 7319. Les calculs montrent qu'elle est suffisamment éloignée de NGC 7319, pour avoir une vie propre.
   Ces galaxies naines, formées à partir du gaz éjecté lors de l'interaction entre les 2 spirales, sont peu lumineuses. Leur masse s'étale de 800 millions à 10 milliards de masse solaire.
    Il est à noter que le potentiel de destruction des collisions et aussi celui qui permet l'essor d'immenses flambées d'étoiles nouvelles, vitales pour la survie du groupe. Il y a transfert d'énergie, empêchant le groupe de s'effondrer. On pourrait s'attendre à ce qu'il s'effondre en quelques centaines de millions d'années, ce qui n'est pas le cas.

Image haute résolution:  http://sci.esa.int/img/99/26265.tif

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap001113.html

Credit:   Jane C. Charlton    (Penn State) et al.,   HST,  ESA, NASA

Constellation de Pégase

Localisation du quintet de stephan dans le carré de Pégase.

Quintette de Stephan et NGC 7331

Localisation serrée du quintette et de NGC 7331

Localisation de NGC 7317, NGC 7318, NGC 7319 et NGC 7320

Carastéristiques

apod: http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/

ESA/Hubble: http://hubble.esa.int/