Amas de galaxies coma

L'amas Coma capturé en lumière infrarouge et visible par le télescope spatial Spitzer
. Fourni par: NASA / JPL - Caltech / GSFC / SDSS

L' amas de galaxies Coma est une énorme collection de plus de 1000  galaxies qui occupent un angle d'environ 3 ° × 5 ° dans la constellation Haar der Berenice (Latin Coma Berenices). En raison de sa relative proximité, il a joué un rôle majeur dans l'étude de la distribution à grande échelle des galaxies et est nommé Abell 1656 dans le catalogue de l'astronome George Ogden Abell .

La zone centrale est à 2 ° et, en supposant une constante de Hubble de , un peu moins de 100  mégaparsecs (environ 300 millions d'années-lumière ) du soleil. Unsöld , cependant, spécifie 130 Mpc. Le diamètre de l'amas de galaxies Coma est d'environ 20 millions d'années-lumière.

Dans le ciel juste au sud se trouve le groupe de la Vierge beaucoup plus proche , dont la distance est de 15 à 20 Mpc. L'affectation de galaxies individuelles dans son arrière-plan n'était possible qu'il y a quelques décennies seulement.

Le cluster Coma fait partie du superamas Coma .

Disposition des galaxies

Constellations Coma et Vierge avec les contours de l'amas Coma (ci-dessus, d'après Max Wolf 1901) et les galaxies les plus brillantes de l' amas Vierge .

Les galaxies ne sont pas uniformément réparties dans l'espace, mais sont regroupées en amas superordonnés . Les cosmologistes supposent que ces structures dans l'univers primitif d'une distribution de masse en forme de mousse à grande échelle se sont formées sous l'influence de la gravité.

Les grands amas contiennent plusieurs milliers de galaxies individuelles qui gravitent autour du centre de gravité du système sur différentes orbites à une vitesse de 500 à 1000 km / s . Ils sont répartis sur un espace d'un diamètre d'environ 3 à 5 Mpc. La masse totale est comprise entre 10 14 et 10 15 masses solaires . Au centre se trouve généralement une galaxie elliptique particulièrement grande .

En revanche, les galaxies de champ (voir: Amas de galaxies ), dont certaines se trouvent dans la constellation de Coma, ne sont dues qu'à de petites fluctuations de densité dans l'univers primordial.

La constellation Coma a les deux manifestations à offrir. En raison de son emplacement près du pôle nord galactique, cette direction d'observation - perpendiculaire au plan de la Voie lactée - n'est guère affectée par les nuages ​​de gaz et de poussière de l'avion. Par conséquent, certaines galaxies de premier plan peuvent être bien observées à des distances de 20 à 40 millions d'années-lumière (MLj), derrière lesquelles il y a une extension de l'amas de la Vierge (50–70 MLj), ainsi que l'amas de galaxies Coma réel à 300– Distance de 450 MLj. Au-delà de ces amas, des structures de galaxies encore plus éloignées peuvent être distinguées avec de gros instruments ou le télescope Hubble . Dans l'ensemble, le Palomar Sky Survey montre dans la section 3 ° pertinente de la constellation Coma près de 7000 galaxies (voir 4e lien Web) jusqu'à environ la taille limite 21 mag , qui s'étend bien au-delà de l' amas de Coma .

En plus des deux amas de galaxies mentionnés, de nombreux groupes plus petits dans d'autres régions du ciel ont été étudiés au cours des dernières décennies, y compris le M81 et le groupe Sculptor . Les structures plus éloignées et les soi-disant super clusters ne sont explorés que progressivement avec de grands télescopes modernes et spatiaux, tels que B. en direction des constellations Centaure, Grande Ourse (Ursa major), Hercule, Persée / Poissons et Hydra (voir liens web). Sur les images " Deep Sky " à très longue exposition , il y a finalement une myriade de galaxies de fond éloignées, dont certaines semblent déformées en arcs par l'action de lentilles gravitationnelles .

Histoire de découverte

Amas de galaxies coma: densité de galaxies basée sur une photographie du ciel à longue exposition par Max Wolf 1901; Comparaison de la partie centrale avec les découvertes visuelles de William Herschel et al. 1785 à 1895 environ

Certaines galaxies spirales plus brillantes de l'amas de galaxies Coma peuvent déjà être vues dans de plus grands télescopes amateurs, par ex. B. NGC 4889 avec 11,5 m . Cependant, il n'est devenu clair qu'au cours des dernières décennies qu'il compte plus de 1 000 galaxies.

Les 100 «nébuleuses» les plus brillantes du ciel ont été répertoriées entre 1760 et 1780 environ, principalement par le chercheur de comètes Charles Messier . Parmi elles se trouvaient quelques galaxies proches dans les constellations Coma et Vierge (Vierge), mais elles sont loin devant l' amas de Coma : la galaxie Black Eye Messier 64 dans le Coma et M49 et M87 dans la Vierge voisine. En 1781, Messier remarqua une accumulation de galaxies dans cette constellation, et le catalogue Messier en 1784 contenait déjà 16 objets de l' amas de la Vierge , mais sa vraie nature ne fut reconnue que bien plus tard. L'amas de Coma, sept fois plus éloigné, n'a pas pu être identifié dans un premier temps, seules les galaxies mentionnées au premier plan.

William Herschel a aperçu des nébuleuses lointaines à partir de 1783 et avait mesuré 23 galaxies de l'amas de Coma en 1785. Il a noté qu'ils ne sont pas distribués au hasard, mais plutôt s'empilent dans certaines directions. Son fils John Herschel a observé la zone de 1827 à 1831, mais n'a trouvé aucun amas particulier, car la plupart des galaxies étaient à la limite de la visibilité.

Ce n'est que Heinrich Ludwig d'Arrest qui a reconnu l'amas de galaxies dans l'accumulation de ces nébuleuses lointaines grâce à des observations systématiques dans les années 1861–1867. Son réfracteur ne mesurait que 11 pouces, mais il avait un bon champ de vision. Bientôt, d'autres nébuleuses ont été découvertes dans l'amas de Coma, dont 12 par Guillaume Bigourdan entre 1885 et 1895 et 22 par Hermann Kobold . Max Wolf (1864–1932) est souvent nommé à tort comme découvreur; Cependant, c'est de lui que proviennent la première photographie réussie du tas (mars 1901) et une analyse basée sur celle-ci (voir illustration ci-dessous).

Dès 1933, Fritz Zwicky précisait que l'amas Coma devait contenir une proportion importante de matière noire .

structure

Alors que certaines des nébuleuses spirales au premier plan ont une magnitude d'environ 10 mag et peuvent être vues dans des télescopes amateurs plus petits , les galaxies les plus brillantes de l'amas Coma réel (13–14 mag) nécessitent des télescopes avec une ouverture d'au moins 20 cm. Afin de déterminer l'accumulation de galaxies éloignées sans une analyse plus détaillée, il faut également un bon oculaire grand angle ou une série de photos de qualité très uniforme. L'énorme abondance du tas a donc été reconnue relativement tard.

Son centre est fixé approximativement aux coordonnées suivantes:

RA / déc. (B1950.0) 12h 57,4 + 28 ° 15 '± 2'
RA / déc. ( J2000.0 ) 12h 59.8 + 27 ° 59 '± 2',

Le redshift moyen de ses membres du groupe est de 0,0219 (selon d'autres sources 0,0232), ce qui correspond à une vitesse radiale de 6600 à 7000 km / s.

Près du centre spatial se trouve NGC 4889 , une galaxie elliptique géante , et, exceptionnellement, une deuxième, NGC 4874 . Les deux sont du type de galaxies cD et sont à plus de 300 MLj de nous, mais à seulement 1 MLj les uns des autres. La plupart des autres systèmes stellaires de la zone centrale sont également de forme elliptique, ce qui indique leur grand âge et la fusion de nombreuses galaxies individuelles. Dans les zones extérieures de masse inférieure, cependant, prédominent les galaxies spirales , dans lesquelles se trouvent les zones pauvres en spirale de formation d'étoiles soutenues .

Comme d'autres systèmes comparables, l'amas de Coma est pénétré par un mince gaz intergalactique qui s'échauffe fortement autour de la zone centrale en raison du mouvement rapide des galaxies appartenant à l'amas. De cette manière, il atteint des températures de plusieurs millions de degrés et est perceptible par l'émission de rayons X intenses , détectés pour la première fois en 1971 . Une source de rayons X particulièrement étendue du cluster est appelée Coma X-1 . De plus, cependant, la plus grande partie de la masse doit être de la matière dite noire . Il ne peut pas être observé directement, mais uniquement déterminé par l'effet de sa gravitation .

De nombreuses sources radio étaient également localisées ici dans un champ de 2x2 °: si 13 analyses détaillées des gammes de fréquences de 150 kHz à 4,8 GHz sont résumées, il y a 298 sources radio dont la moitié (avec un rayonnement de plus de 10 m Jansky ) a également été examinée spectralement.

Les objets visibles dans un télescope de 50 cm comprennent:

  • NGC 4860, 4864, 4867, 4869, 4871, 4873, 4874, 4875, 4876, 4883, 4886, 4889, 4894, 4898, 4906, 4908, 4927, 4929, 4931 et 4934;
  • IC 3946, 3947, 3949, 3957, 3959, 3960, 3963, 3973, 3998, 4011, 4021, 4026, 4041, 4042, 4051 et PGC 44652.

Superamas de dactylographie et de coma

Dans le typage moderne des amas de galaxies selon Rood et Sastry (C = avec noyau, B = binaire, F = plat, L = linéaire, I = irrégulier), l'amas Coma est l'un des amas B : il est composé de une paire de cD-Galaxies domine, comme l'astronome George Abell du célèbre observatoire du mont Palomar l'a découvert dans les années 1950 . Dans son catalogue de base, il s'appelle Abell 1656.

La pile entière est à peu près sphérique, mais a des porte-à-faux plus petits espacés de quelques degrés. Les nombreuses galaxies elliptiques (plus anciennes) sont concentrées vers le milieu, où se trouvent les deux galaxies oe cD (voir IMAGE ci-dessus et image du champ Palomar dans le 1er lien web). La distance moyenne entre deux galaxies est seulement un tiers de la distance entre la Voie lactée et la nébuleuse d'Andromède . L'amas de Coma est un exemple d'amas de galaxies très riche. Les galaxies sont en interaction gravitationnelle les unes avec les autres depuis des milliards d'années et ont ainsi ajusté leurs énergies cinétiques les unes aux autres.

À une distance légèrement plus proche et dans une direction différente de celle du groupe Coma, un groupe similaire a été découvert, le soi-disant Leo Galaxy Cluster (Abell 1367). Il appartient au type F (plat, c'est-à-dire avec un fort aplatissement ), se trouve à environ 290 MLj et, avec Abell 1656, fait partie du superamas de Coma . Les deux amas (Coma et Leo) sont reliés par un "pont" de galaxies, et peut-être aussi vers la Voie lactée.

L' amas de galaxies Vierge encore plus grand dans le ciel, en revanche, est six fois plus proche et a une forme plutôt irrégulière. Il est combiné avec quelques autres structures pour former le superamas de la Vierge , qui comprend également la Voie lactée et le groupe local . De nombreux chercheurs en galaxie interprètent ces deux grandes structures comme connectées et parlent du superamas Coma-Vierge ou d'un long filament : Le filament en spirale Vierge fait probablement partie d'un très long filament qui va de la Vierge à la " Grande Muraille " au distance du cluster Coma (Hoffman et al. 1995), et il pourrait même être connecté, du côté proche, avec le "nuage Coma-Sculptor" qui le traverse, c'est-à-dire inclut le groupe local. Si tel est le cas, nous ne devrions pas être surpris d'observer un «doigt de Dieu» - parce que nous vivons dans un doigt de Dieu.

Voir également

liens web

Preuve individuelle

  1. ↑ A.Unsöld, B.Baschek: Le nouveau cosmos (§ 12.4); 7e édition, Springer-Verlag 2005.
  2. ^ F. Zwicky: Le redshift des nébuleuses extragalactiques . Dans: Helvetica Physica Acta . enregistrer 6 , non. 2 , février 1933, p. 110–127 , doi : 10.5169 / seals-110267 , bibcode : 1933AcHph ... 6..110Z .
  3. ↑ Coma Cluster . Dans: Lexikon der Astronomie , Herder-Verlag, Freiburg im Breisgau 1989, Volume 1, ISBN 3-451-21491-1 , p. 157.
  4. ^ Site Web de l' Université CalTech , États-Unis.