Objets du ciel profond

Qu’est-ce que le ciel profond ?

Le ciel profond désigne tout objet situé au-delà des limites du système solaire.

On y trouve ainsi les étoiles autres que notre soleil ; celles-ci peuvent être doubles, multiples ou abriter un « système solaire », terme utilisé par analogie au nôtre pour désigner un système planétaire. A ce jour, il n’est pas possible d’observer directement ces systèmes planétaires.

On compte aussi parmi les objets du ciel profond des concentrations d’étoiles, appelées amas ouverts ou amas globulaires.

D’autres objets du ciel profond jouent un rôle fondamental dans l’évolution des étoiles, il s’agit des nébuleuses, qu’elles soient planétaires, diffuses (à émission, à réflexion) ou sombres.

Tous ces objets se regroupent dans des Galaxies aux formes et caractéristiques différentes. Notre galaxie est plus connue sous le nom de « voie lactée »

Enfin, dernière grande famille d’objets du ciel profond dont la découverte date de 1963, les quasars restent encore bien mystérieux. Ce sont les objets les plus lumineux de l’univers, mais aussi les plus lointains (et donc les plus anciens), rendant leur observation difficilement accessible par l’astronome amateur.

 

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Amas d’étoiles

Les étoiles se rassemblent quelquefois en groupes assez importants, pour former ce que l’on appelle un amas d’étoiles. A l’intérieur d’un amas, chaque étoile a son mouvement propre et, sauf dans le cas d’amas très compacts dans lesquels l’attraction maintient le groupe serré, les étoiles s’éloignent les unes des autres pendant des millions d’années. Les amas intéressent énormément les astronomes car ils comptent divers types d’étoiles, toutes du même âge. C’est en examinant leur population que l’on peut déterminer l’âge probable d’un amas. S’il contient beaucoup d’étoiles très chaudes c’est qu’il est jeune, si l’on trouve des géantes rouges ou des naines blanches c’est qu’il est vieux. Il existe deux types d’amas : les amas ouverts et les amas globulaires.


Amas Ouverts

Ils rassemblent quelques dizaines à un millier d’étoiles seulement et occupent des dimensions inférieures à 300 années lumière sans concentration centrale. Ils renferment du gaz interstellaire, ils sont formés de jeunes étoiles très bleues, en formation. On a dénombré quelque 300 amas ouverts dans notre galaxie, la Voie Lactée.

Voici un petit amas ouvert de l’hémisphère nord. Amas ouvert de Céphée : NGC 6939amasOuvert

Observation : Ils présentent presque tous des diamètres assez étendus. Certains d’entre eux peuvent couvrir la quasi-totalité du champ d’un instrument avec les plus faibles grossissements, pour d’autres il faut des grossissements plus forts pour faire apparaître les étoiles les plus faibles.


Amas Globulaires

Ils rassemblent des centaines de milliers d’étoiles, dans un volume sphérique de 60 à 300 années lumière de diamètre, la concentration d’étoiles étant plus forte en son centre. Pratiquement dépourvus de gaz interstellaire, ils sont formés d’étoiles très âgées, essentiellement des géantes rouges, et se répartissent dans un halo sphérique autour du disque des Galaxies. On a dénombré quelque 100 amas globulaires dans la Voie Lactée. Ces amas forment un halo autour de notre système solaire.

Voici le plus célèbre des amas globulaire de l’hémisphère nord. L’amas globulaire d’Hercule : M13

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Observation : Sauf quelques objets exceptionnels, ils n’ont en générale qu’un petit diamètre. A faible grossissement, ils apparaissent comme une petite tâche floue, circulaire, avec une condensation centrale plus ou moins marquée. Il faut faire appel à de plus forts grossissements pour séparer les étoiles qui les composent.

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Galaxies

Une galaxie est un vaste ensemble d’étoiles et de matière interstellaire dont la cohésion est assurée par la gravitation. De toutes formes et dimensions, elles rassemblent de un million à plus de mille milliards d’étoiles, il existe plusieurs types de galaxies : les lenticulaires, les spirales, les spirales barrées et les irrégulières. Pour les astronomes amateurs, les galaxies les plus intéressantes sont les spirales car elles sont riches en détails.

Hubble a établi une classification permettant de définir les différentes structures de galaxies :

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Observation : Les galaxies, bien que très variées au niveau de leur forme, ne sont jamais très spectaculaires dans un instrument d’astronome amateur. Entre 100 et 200 mm de diamètre, la vision d’une galaxie se rapproche généralement de celle d’un petit nuage cotonneux sur un fond de ciel noir. Pour espérer voir davantage de détails il faudra se tourner vers les galaxies les plus lumineuses. Par exemple, on pourra espérer distinguer clairement des bras spiraux sur des galaxies brillantes comme M51, dans les chiens de chasse. Un ciel bien noir est toute fois de rigueur. Il faudra toujours utiliser des grossissements faibles. Cela facilite le repérage et permet de bénéficier d’un maximum de luminosité pour des objets si ténus.


Galaxies Spirales

Les galaxies spirales sont de masses plus homogènes que les autres types de galaxies, et elles contiennent de quelques dizaines à quelques centaines de milliards d’étoiles. Ces galaxies forment un disque mince. Leur noyau forment un bulbe composé en majorité de vieilles étoiles, alors que les bras spiraux, qui se dessinent autour de ce bulbe, sont constitués d’un mélange de gaz et d’étoiles jeunes et massives. La majorité des galaxies spirales possède deux bras distincts. Mais certaines de ces galaxies, comme la Voie Lactée, en ont quatre ou présentent des embranchements sur leurs bras spiraux.

Voici une célèbre galaxie spirale de l’hémisphère nord. Une galaxie de la Grande Ourse : M81

M81


Galaxies Spirales Barrées

Les galaxies spirales barrées présentent les mêmes caractéristiques que les galaxies spirales. Par contre, elles possèdent une particularité qui les différencie des galaxies spirales : elles ont en leur centre une barre rectiligne sur laquelle viennent se greffer les bras spiraux.

Voici une galaxie spirale barrée de l’hémisphère nord. Une galaxie de la Grande Ourse : M109

M109


Galaxies Irrégulières

Les galaxies irrégulières sont les plus rares, environ 10%. Ces galaxies ont une structure mal définie et sont de forment irrégulières, comme leur nom l’indique. Elles ressemblent parfois à une spirale déformée, quant aux autres elles ne possèdent aucune forme repérable. Deux raisons expliquent les formes particulières de ces galaxies :

Une galaxie spirale doit posséder une masse assez importante pour maintenir la structure spirale de celle-ci. Lorsqu’une galaxie a une masse trop faible, la spirale se défait progressivement jusqu’à former une galaxie irrégulière.

Cependant toutes les galaxies irrégulières n’ont pas de faible masse. Elles peuvent se former lors d’une collision entre deux galaxies massives. La puissance de la collision éjecte les étoiles en dehors des galaxies, pour ne former qu’une seule galaxie irrégulière avec une longue queue.

Voici une très célèbre galaxie irrégulière de l’hémisphère nord. La galaxie de la grande ourse : M82

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Galaxies Elliptiques

Les galaxies elliptiques se distinguent par leur forme plus ou moins arrondie, elles vont de la forme d’un ballon à celle de l’ œuf. Elles contiennent surtout de vieilles étoiles et sont les plus courantes. Ces galaxies sont de tailles variées, elles peuvent ne contenir que quelques milliards d’étoiles ou au contraire 10 000 milliards d’étoiles, soit 50 à 100 fois plus que notre galaxie. Ces galaxies peuvent être le résultat de la rencontre de deux galaxies spirales, qui n’entre pas en collision mais qui s’attire mutuellement, pour finir par former une seule grosse galaxie elliptique.

Voici une galaxie elliptique de l’hémisphère nord. La galaxie du Dragon : NGC 5982

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Nébuleuses

 

Dans l’Univers, l’essentiel de la matière réside dans les étoiles. L’espace entre les étoiles n’est pas vide pour autant. Il existe par endroits des traces de poussières et de gaz, qui forment la matière interstellaire. Cette dernière est parfois assez dense pour être visible, et apparaît sous forme d’une nébuleuse. Les nébuleuses sont donc des nuages de gaz et de poussières du milieu interstellaire. Comme la plupart des composants de l’Univers, une nébuleuse est constituée en majorité d’hydrogène, pur ou en composés avec de l’azote, du carbone, de l’oxygène et d’autres éléments. Au télescope elles ressemblent à des brumes impalpables. La photographie fait apparaître des couleurs flamboyantes. Il existe quatre types de nébuleuses : les nébuleuses planétaires, les nébuleuses diffuses à réflexion, les nébuleuses diffuses à émission et les nébuleuses obscures.


Nébuleuses Planétaires

Dernier sursaut d’orgueil d’étoiles en fin de vie, ce sont des enveloppes de gaz expulsés par celles-ci. Le qualificatif de planétaire leur vient de l’aspect qu’elle dévoile dans un télescope, elles ont la forme d’un disque qui rappelle vaguement celle des planètes. Elles sont généralement de petite taille, moins d’une année lumière de diamètre, et souvent de faible luminosité. Elles se rencontrent le plus souvent dans les régions riches de la Voie Lactée.

Voici certainement la plus connue des nébuleuses planétaire de l’hémisphère nord. La nébuleuse annulaire de la lyre : M57

M57

Observation : Ces objets de petites dimensions sont presque toujours difficiles à identifier dans les chercheurs. Il faut vérifier le champ avec un oculaire de faible grossissement : la Nébuleuse se distinguera alors des étoiles par son aspect flou. Ce n’est qu’avec un grossissement plus élevé que l’on pourra bien discerner son petit disque d’apparence planétaire.


Nébuleuses Diffuses

Elles réfléchissent la lumière d’une ou des étoiles proches. Leur gaz est alors ionisé à la manière d’un néon.

Voici la plus belle des nébuleuses diffuses de l’hémisphère nord. La nébuleuse d’Orion : M42

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Observation : Les nébuleuses diffuses ont été rendu célèbre par la magnifique nébuleuse d’Orion. Elles nous apparaissent, dans nos instruments d’amateur (à partir de 100 mm), sous la forme de structures gazeuses voir même filamenteuses. Leur observation s’effectue à faible grossissement car elles sont généralement peu brillante et très étendue (sauf pour M42, qui est déjà magnifique dans une paire de jumelle).


Nébuleuses Obscures

Elles n’ont pas d’étoiles à proximité et ne se remarquent que parce qu’elles masquent les étoiles situées derrière elles, ou le gaz d’une nébuleuse diffuse qu’elles occultent. Les contours de la Voie Lactée sont irréguliers car une nébuleuse obscure occulte certaines étoiles.

Voici une nébuleuse obscure, de l’hémisphère nord, rendue célèbre par sa forme qui rappelle le cavalier d’un jeu d’échec. La nébuleuse de la tête de cheval : IC 434

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Observation : Du fait de leur particularité, ces objets sont difficilement observables dans un instrument d’astronome amateur. Elles sont généralement mises en évidence lors de prises photographiques à longues poses.


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