M64

Découverte en 1779 par Edward Pigott.

M64 est la fameuse galaxie Black Eye (Œil noir ou Œil Poché), parfois aussi appelée "Sleeping Beauty" (Beauté Endormie). La remarquable zone sombre est due à un important nuage de poussière obscurcissant les étoiles en arrière plan. Cette caractéristique permet de déterminer, ou au moins d'estimer, quel est le côté le plus proche et quel est celui le plus éloigné ; dans le cas de M64 il semble que le côté Sud soit le plus proche de nous.

J.D. Wray, dans son Color Atlas of Galaxies, fait remarquer que M64 pourrait être retenue comme prototype d'une classe de galaxies appelées "ESWAG" pour "Evolved Second Wave (star forming) Activity Galaxy" (deuxième vague de formation d'étoiles). Comme on le constate à l'évidence sur les clichés en couleur, la structure spirale principale est constituée d'une population stellaire d'âge intermédiaire. La formation des étoiles s'est développée en premier à l'extérieur, en suivant le gradient de densité et aussi longtemps qu'il y a eu suffisamment de matière interstellaire disponible, puis s'est arrêtée doucement. Alors que, sous l'effet du vent stellaire, de la formation de supernovae et de l'activité des nébuleuses planétaires, les étoiles évoluées perdaient de plus en plus de matière, celle-ci pouvait s'accumuler de nouveau jusqu'à ce qu'il y en ait suffisamment pour relancer le processus de formation de nouvelles étoiles. Apparemment cette seconde vague a maintenant atteint la région où commence la zone sombre de poussière.

Ce nuage est bien visible même dans de petits télescopes. Récemment, on a pu montrer que M64 contenait dans son disque deux systèmes d'étoiles et de gaz en rotation inverse l'un par rapport à l'autre : la partie centrale, d'un rayon estimé à 3 000 années-lumière, tourne avec frottement le long du bord intérieur de la partie externe du disque, lequel circule donc en sens inverse, à la vitesse relative d'environ 300km/sec, et s'étend au moins jusqu'à 40 000 années-lumière. Ce phénomène de frottement est probablement à l'origine de l'intense processus de formation d'étoiles, toujours en cours, qui se manifeste sous la forme de nodules bleutés, enfouis dans la zone poussiéreuse caractéristique, située sur l'un des côtés du noyau. Certains pensent que ce disque particulier et sa zone de poussières ont pu avoir pour cause la matière d'un ancien compagnon, matière aujourd'hui absorbée par accrétion, mais pas encore installée dans le plan orbital moyen.

M64 a été découverte par Edward Pigott le 23 mars 1779, juste 12 jours avant que Johann Elert Bode ne la trouve indépendamment le 4 avril. Environ un an plus tard Charles Messier la redécouvrit de son côté le 1er mars 1780 et la rentra dans son catalogue sous la référence M64. Cependant la découverte de Pigott ne fut publiée qu'après présentation à la Royal Society de Londres le 11 janvier 1781, tandis que celle de Bode le fut au cours de l'année 1779 et celle de Messier à la fin de l'été 1780. Finalement la découverte de Pigott est restée plus ou moins ignorée jusqu'à ce que Bryn Jones n'en rappelle l'origine en avril 2002 !

La zone sombre de poussière a été découverte par William Herschel qui observa deux fois M64, en 1785 et 1789, et déjà la comparait à un "Black Eye".

M64 a été reconnue assez tôt comme une source radio et cataloguée PKS 1254+21. Alors que Sandage la classe simplement en tant que spirale Sb, pour De Vaucouleurs elle est de type (R)SA(rs)ab. Son cœur, modérément actif, présente des raies d'émission plutôt faibles de type Seyfert 2.

La distance de cette galaxie semble ne pas être bien déterminée. Kenneth Glyn Jones et Mallas/Kreimer donnent environ 12 millions d'années-lumière, Tully 14 millions dans son Nearby Galaxies Catalog, tandis que Burnham trouve "20-25" millions, et cite Holmberg avec 44 millions (curieusement, cette dernière valeur se retrouve aussi dans l'introduction de Kenneth Glyn Jones, page 7 de la seconde édition). De son côté le Night Sky Observer's Guide de Kepple et Sanner indique une distance de 24 millions d'années-lumière. La vitesse radiale de récession de 377 km/sec correspondrait à environ 16 millions d'années-lumière (HO=75), mais ceci est certainement très imprécis puisque la direction de cette galaxie est proche de celle de l'amas de la Vierge, de sorte qu'il faut tenir compte d'une déviation considérable par rapport à la loi de Hubble. Une récente communication du Space Telescope Science Institute ( STScI PRC 99-10) donne la valeur de 19 millions d'années-lumière que nous retiendrons ici.

Il peut sembler étrange que la distance de cette galaxie ne soit pas mieux connue, alors que des variables céphéides devraient être accessibles à de nombreux télescopes sur Terre, en tout cas aux plus grands.

A partir de la distance retenue ci-dessus, l'extension apparente de M64 serait de 9,3 minutes d'arc, soit un diamètre linéaire d'environ 51 000 années-lumière, et sa magnitude visuelle de 8,5 correspondrait à une magnitude absolue de -20,3 (sans correction d'absorption, considérée comme faible du fait de la grande latitude galactique).

M64 forme une paire avec la petite irrégulière UGC 8024 (aussi connue comme NGC 4789 A ou DDO 154). De Vaucouleurs (1975) a inclus ces deux galaxies, ainsi que M94 et quelques autres plus faibles, comme membres du groupe proche, le nuage de galaxies Canes Venatici I (CVn I), également appelé le groupe M94. Ce dernier, comprenant donc M64, est également noté dans Schmidt et Boller (1992), mais pas par R. Brent Tully dans Nearby Galaxies Catalog, qui donne M64 dans son propre groupe restreint, référencé 14+3+3, avec seulement UGC 8024.

A ce jour on n'a pas découvert de supernovae dans cette galaxie.

M64, qui peut être aperçue avec de bonnes jumelles, est un objet attrayant même à travers un modeste instrument d'amateur. Visuellement, elle présente une forme irrégulière d'une brillance et d'une texture très variables, formant globalement un ovale brillant orienté à peu près ESE-WNW, avec un cœur large et lumineux. Le trait caractéristique de la galaxie "blackeye" (œil poché), c'est à dire la zone assombrie par la poussière, située en direction du SSW depuis le noyau, peut être aperçue avec des instruments à partir de 4 pouces (10 cm) d'ouverture et complètement résolue à partir de 6 pouces (15 cm). John Mallas a même réussi à la distinguer avec une ouverture de 2,4 pouces (6 cm), puis facilement dans un 4 pouces (10 cm) mais plus difficilement avec un 8 pouces (20 cm).

En vue de repérer M64, différentes méthodes ont été proposées pour trouver d'abord l'étoile binaire de 5ème magnitude 35 Comae Berenices (ADS 8695, Struve 1687 ; A: 5,1 m, spec K0 ; B: 7,2m, F6 ; séparation 1", angle de position 182 degrés pour l'époque 2000) :
- Une première méthode consiste à regarder à environ 1/3 de la distance séparant Alpha de Gamma Comae ; 35 est en gros à 3 degrés au Nord et 3 degrés à l'Ouest de Alpha.
- Dans une autre on cherche le triangle rectangle que forme l'étoile 35 avec les étoiles 39 et 40 Comae, lesquelles forment une petite droite parallèle à celle reliant Alpha et Beta, 1 degré plus à l'Ouest et orientée à peu près Nord-Sud ; 35 est presque exactement à l'Ouest, à environ 3 degrés, de 39 Comae.
- On peut aussi chercher l'amas d'étoiles de 5ème magnitude Mel 111, dans la Chevelure de Bérénice, dont les 3 étoiles les plus au Sud, 20, 23 et 26 représentent un remarquable triangle presque équilatéral, avec le côté 20-26 orienté Est-Ouest. En prolongeant ce côté de 3 degrés vers l'Est, à partir de l'étoile 26 la plus à l'Est, on arrive sur l'étoile 35.
Quelle que soit la méthode pour trouver l'étoile 35, M64 est à environ 3/4 de degré à l'ENE.