NGC4319 & Mrk205

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NGC 4319 est une galaxie spirale barrée située à environ 77 millions d'années-lumière dans la constellation Dragon. La classification morphologique est SB (r) ab, ce qui indique qu'il s'agit d'une spirale barrée avec une structure spirale et des bras légèrement serrés. Elle est située à proximité immédiate des galaxies NGC 4291 et NGC 4386, avec des rayons X provenant de l'intervalle intermédiaire indiquant NGC 4319 et NGC 4291 peuvent interagir. NGC 4319 a une proportion beaucoup plus élevée d'hydrogène ionisé par rapport à la galaxie de la Voie lactée.

En 1971, l'astronome américain Halton Arp a noté ce qui semblait être une connexion physique entre NGC 4319 et Markarian 205, un objet quasi-stellaire avec un redshift beaucoup plus élevé. Il a suggéré que si Markarian 205 n'est pas un objet d'arrière-plan projeté accidentellement, il peut plutôt avoir été éjecté du noyau de cette galaxie. La découverte d'une connexion lumineuse apparente entre les deux a créé une tempête de controverse alors que les astronomes cherchaient à réfuter l'assertion et à fournir d'autres explications. La question a été réglée efficacement lorsque les observations utilisant le télescope spatial Hubble ont montré que la lumière de Markarian 205 traversait le disque et l'auréole de NGC 4319 pour atteindre l'observateur, en plaçant Markarian 205 derrière cette galaxie et donc plus loin.

Voici une photo faite avec la caméra de guidage du spectrographe de ces objets. Optiquement on voit bien la proximité de ces deux objets. On a même l'impression qu'un pont de matière entoure l'objet Markarian .205

L'image suivante est corrigé avec le logiciel de C. Buil (IRIS) qui montre clairement le pont de matière qui semble relier les 2 objets (source : http://www.astrosurf.com/luxorion/univers-quasars6.htm)

Pour prouver ces deux objets sont à des distances différentes, que c'est juste une coincidence qui fait qu'ils sont sur la même ligne de visée, je vais calculer leurs distances grâce à la spectroscopie (analyse de la lumière) :

1) L'objet ngc4319 (magnitude m=12.84) , son spectre :

Tableau de mesure sur le Sodium :

A noter que la fente du spectro était parfaitement mise sur l'objet Mrk205 et non pas centré sur la galaxie ngc4319, c'est donc le bras qui vient vers nous que j'ai prit (car la vitesse est inférieure que celle donnée dans la littérature)..

z = 0.003869

La vitesse de récession est de 1147,13 km/s. Cela fait donc une distance de 1147,13 / 70 = 16,38 Mpc ou 53.4 millions d'années lumière. Dans la littérature on trouve une distance plus grande de l'ordre de 80 millions d'années-lumière. Cela nous donnes une distance de l'objet (on est pas à plusieurs années-lumière près).

2) L'objet Mrk205 (magnitude m=15,24) , son spectre ;

 Tableau de mesures sur différentes raies en émission :

On voit tout particulièrement que le spectre de cet objet n'a rien à voir avec le spectre de la galaxie ngc4319 qui est plutôt celui d'une galaxie avec de vielles étoiles dans son bulbe. Ce spectre de Mrk205 est typique de celui d'un quasar (quasi stellar objet) avec des raies larges en émission Ha, Hb, Hg, Hd et étroites [OIII]. On remarque aussi que l'objet Mrk205 est très ponctuel presque comme une étoile, c'est pour cela que l'on appelle ces objets des QSO ou Quasars qui veut dire Quasi Stellar Objet (et avant on ajoutait Radio-Source). A une époque plus ancienne avant la spectroscopie il était difficile d'en déduire que ce n'était pas une étoile. La ponctualité de ces objets s'expliquent par la phase active dans laquelle ils sont, ils ont un noyau de galaxie extrement actif dont la luminosité peut atteindre 10 000 fois la luminosité de toute une galaxie ordinaire ! dans un espace bien plus petit. (à noter que ce rayonnement n'est pas themrique, il ne provient pas des étoiles.

Avec les mesures précises je trouves un redshift de z = 0.0703 soit 18 fois celui de ngc4319....

La vitesse de recession est 21 068.43 km/s. Et la distance est de 21 068.43 / 70 = 301 Mpc soit 981.26 millions d'années lumières !

La galaxie ngc4319 est à ~70 millions d'années-lumière et ce quasar a  presque 1 milliards d'années-lumière, cela prouve bien que ces objets n'ont aucun liens. Un ejection de l'objet a pareille une vitesse (21 068,43 km/s) serait quand a elle assez difficilement explicable.

* On peut aussi avoir d'autres informations sur Mrk205:

Le facteur d'échelle est de :
a(t) = 1 / (1 +z)
a(t) = 1 / (1 + 0,0703)
a(t) = 0.93431

Ce qui veut dire qu'à l'époque ou les photons sont partis l'Univers était plus petit de ~0.0657 % ! Maintenant le rayon est plus grand de 1/a(t) = 15.22 %

La vitesse de rotation du disque d'accrétion autour du trou noir peut se mesurer avec la largeur de la raie Ha à mi-hauteur (FWHM) en émission. Ha a une largeur de 55A :
V = (Delta lambda / lambda) x c
V = (55 / 6562,8) x 299 792,458
V = 2512,43km/s
On trouve une vitesse de rotation du disque d'accrétion de 2512,43 km/s.

A noter que sur les raies étroites, l'on trouve une vitesse des vents, qui sont bien plus éloignés du trous noirs de : (la vitesse des vents se mesurent avec la largeur de la raie [OIII] à mi-hauteur (FWHM) en émission. [OIII] a une largeur de 10,5A).

V = (Delta lambda / lambda) x c
V = (10,5 / 5007) x 299 792,458
V = 628,7 km/s

On trouve une vitesse des vents de 628,7 km/s.

Pour illustrer tous ces détails voici un schéma qui a mit longtemps avant de mettre tous les astronomes d'accord et qui est maintenant accepté à l'unanimité ;  celui du "schéma unifié". Ilpermet de comprendre et d'expliquer les différences que l'on voit dans les spectres des objets : QSO, Blazar, Seyfert 1, Seyfert 2, BL Lacertae ainsi que les différentes régions ou sont émises les raies larges et étroites qui paraissent très difficiles à expliquer.

Ce sont les mêmes objets mais vus sur des lignes de visées différentes !