Dans le visible (à gauche) ou en infrarouge (à droite), la galaxie du Tourbillon nous montre ses deux visages. © Nasa/Esa/Hubble Heritage Team

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Les deux visages de la galaxie du Tourbillon

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M 51 est une belle galaxie spirale vue de face qui fait partie des cibles favorites des astronomes. Grâce au télescope spatial Hubble on peut la découvrir sous deux aspects : dans le visible et en infrarouge.

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Si M 33 est sans doute la plus belle des galaxies spirales, M 51 est sans conteste sa dauphine. Tout comme M 106, M 51 est à rechercher dans la petite constellation des Chiens de chasse, à proximité de la Grande Ourse. À 37 millions d'années-lumière de nous, la galaxie du Tourbillon s'étend sur une surface apparente de 10 minutes d'arc (le tiers de la Pleine Lune) et sa magnitude de 8,4 la rend décelable dans les plus petits télescopes comme une boule cotonneuse. C'est Charles Messier qui la découvrit en 1773 alors qu'il recherchait une comète et qui l'inscrivit à la 51e place de son catalogue des objets célestes nébuleux. Huit ans plus tard Pierre Méchain repérait NGC 5195, la petite galaxie compagnon avec laquelle M 51 est entrée en interaction gravitationnelle. M 51 porte également le nom de galaxie de Rosse en hommage à Lord Rosse qui le premier découvrit sa nature spirale en 1845.

Aux longueurs d'onde adaptées à notre vision, la galaxie du Tourbillon révèle les attributs typiques des spirales (image en bas à gauche). Des bras recourbés riches en nuages roses d'hydrogène ionisé où se forment de jeunes étoiles ainsi que des régions où sont regroupées de chaudes étoiles bleues. Mais les chercheurs savent que la lumière de beaucoup d'astres ne leur parvient pas, prisonnière de grandes quantités de poussière. Il devient alors impératif de photographier la galaxie dans l'infrarouge, ce que peut faire le télescope Hubble grâce à sa caméra à large bande spectrale associée à des filtres, révélant l'autre visage de M 51.

Modeste, la constellation des Chiens de chasse abrite pourtant quelques très belles galaxies. © DR

Un monde de poussière

La vision de M 51 en infrarouge révèle de très nombreuses étoiles supplémentaires qui n'avaient jamais été vues jusque là et qui forment des bouquets stellaires d'une soixantaine d'années-lumière de large. En soustrayant la lumière des étoiles présentes sur les deux images combinées entre elles, les astronomes ont obtenu une vision inédite du squelette poussiéreux de la galaxie (image en bas à droite). Cette poussière se présente sous forme de bandes lisses et diffuses alors que les astronomes s'attendaient à trouver de gros nuages de poussière mesurant entre 100 et 300 années-lumière. C'est peut-être la rencontre passée avec une autre galaxie qui a empêché la formation de ces nuages géants.

En étudiant le squelette poussiéreux de galaxies comme M 51, les astronomes tentent de mieux comprendre les processus qui conduisent à l'effondrement des nuages de gaz et de poussière, prélude à la formation des étoiles. Un domaine d'observation où l'on attend beaucoup du futur télescope spatial James Webb et dans lequel le satellite Planck apporte d'ores et déjà sa contribution. Il vient de révéler l'existence d'une nouvelle catégorie de galaxies constituées de nuages de poussière, où les étoiles se formaient beaucoup plus vite il y a plusieurs milliards d'années que le rythme que nous connaissons actuellement dans la Voie lactée.