Quintette de Stephan

Le Quintette de Stephan est un regroupement visuel de galaxies situé à environ 90,2 ± 6,3 Mpc (∼294 millions d'al)^[1] de la Terre, dans la constellation de Pégase. Il se compose principalement de cinq galaxies pour la plupart en interaction gravitationnelle. L'un des membres du groupe, NGC 7320 est en réalité bien plus rapproché de la Terre que les autres.

ConstellationPégase

Ascension droite (α)22^h 35^m 59,1^s^[1]

Déclinaison (δ)+33° 57′ 31,0″ ^[1]

Décalage vers le rouge+0,021500 ± 0,000000^[1]

Faits en bref Données d’observation (Époque J2000.0), Constellation ...

Données d’observation (Époque J2000.0)
Quintette de Stephan
Le Quintette de Stephan imagé par le télescope spatial James Webb (JWST) en 2022^[a].
Constellation	Pégase
Ascension droite (α)	22^h 35^m 59,1^s^[1]
Déclinaison (δ)	+33° 57′ 31,0″ ^[1]
Décalage vers le rouge	+0,021500 ± 0,000000^[1]
Localisation dans la constellation : Pégase
Astrométrie
Vitesse radiale	6 446 ± 0 km/s ^[1]
Distance	90,25 ± 6,33 Mpc (∼294 millions d'al)^[1] al
Caractéristiques physiques
Type d'objet	Groupe de galaxies
Découverte
Découvreur(s)	Édouard Stephan^[2]
Date	1877^[2] (1873 ?^[3])
Désignation(s)	HCG 92 Arp 319 VV 288 IRAS 22337+3342^[1]
Liste des groupes de galaxies
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Le Quintette de Stephan doit son nom à l'astronome français Édouard Stephan qui l'a découvert à la fin du XIX^e siècle. Le Quintette est un prototype d’une classe d’objets connus sous le nom de groupes compacts de galaxies et a été étudié de manière intensive pendant des décennies^[4].

Histoire observationnelle

Date de découverte

La date précise de la première observation du Quintette par Édouard Stephan diffère selon les sources consultées, la plus couramment attribuée étant l'année 1877^[2]. Selon le professeur Seligman, les cinq galaxies furent plus probablement découvertes en 1873, soit au moins quatre ans auparavant. Selon lui, les dates ultérieures à 1873 utilisées comme année de découverte sont issues de la période à laquelle Stephan a réduit sa position micrométrique^[b], et qu'il s'agit donc d'une erreur^[3]^,^[c].

Membres du groupe

Le Quintette de Stephan comprend initialement cinq galaxies membres listées ci-dessous :

De cette liste, quatre galaxies sont situées au-delà de 200 millions d'années-lumière et présentent des signes passés ou récents d'interactions gravitationnelles mutuelles. La cinquième, NGC 7320, est beaucoup plus rapprochée de la Terre et ne possède par conséquent aucun lien physique réel avec le reste du groupe. Son alignement entre celui-ci et un observateur terrestre n'est que fortuit^[5].

Une vue plus large du groupe montre la présence d'une sixième galaxie à proximité, baptisée NGC 7320C (ou PGC 69279). Cette dernière est sans doute physiquement liée au Quintette, comme l'attestent les mesures de sa distance par rapport à la Terre et de sa vitesse radiale, plus divers autres indices supposant une ou plusieurs interactions passées avec NGC 7319 (voir plus bas la section "Dynamique du groupe")^[4].

Autres catalogues

Les cinq principales galaxies du Quintette (de NGC 7317 à NGC 7320) figurent dans l'atlas des galaxies particulières d'Halton Arp sous la cote Arp 319. Elles forment aussi le groupe compact de Hickson 92 (HCG 92) dans le recensement de Paul Hickson^[2]^,^[6].

Davantage d’informations Nom, Type ...

Membres du Quintette de Stephan (*ligne* *bleue=galaxie en avant-plan*)
Nom	Type	α (J2000.0)	δ (J2000.0)	Distance (Mpc)	Magnitude (v)	Dimensions apparentes	Diamètre (Kpc)	Vitesse radiale (Km/s)
NGC 7317	E	22^h 35^m 51,8^s	+33° 56′ 41,7″	92,51 ± 6,51 Mpc (∼302 millions d'al)	+13,6	0,4′ × 0,4′	environ 33,03 kpc (∼108 000 al)	6599 ± 26
NGC 7318A	E	22^h 35^m 56,7^s	+33° 57′ 56,2″	93,45 ± 6,56 Mpc (∼305 millions d'al)	+13,4	1,2′ × 1,0′	environ 44,53 kpc (∼145 000 al)	6663 ± 21
NGC 7318B	SB	22^h 35^m 58,3^s	+33° 57′ 57,8″	80,34 ± 5,66 Mpc (∼262 millions d'al)	+13,1	1,6′ × 1,1′	environ 35,63 kpc (∼116 000 al)	5774 ± 24
NGC 7319	SB	22^h 36^m 03,5^s	+33° 58′ 32,5″	94,70 ± 6,64 Mpc (∼309 millions d'al)	+13,1	1,4′ × 1,1′	environ 25,09 kpc (∼81 800 al)	6747 ± 4
NGC 7320	S	22^h 36^m 03,3^s	+33° 56′ 53,2″	6,61 ± 0,57 Mpc (∼21,6 millions d'al)	+12,6	2,2′ × 1,1′	environ 9,56 kpc (∼31 200 al)	775 ± 1
NGC 7320C	SAB	22^h 36^m 20,3^s	+33° 59′ 06,2″	83,45 ± 5,85 Mpc (∼272 millions d'al)	+15,5	0,6′ × 0,4′	environ 18,72 kpc (∼61 100 al)	5985 ± 9

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Notes: les données présentes dans le tableau ci-dessus proviennent en majorité de la base de données astronomiques NASA/IPAC^[7]. Les valeurs de distances pour chacune des galaxies correspondent à celles selon la loi de Hubble-Lemaître (distance de Hubble), basée sur le décalage vers le rouge (redshift). Les données pour les magnitudes et dimensions apparentes proviennent du site https://astrovalleyfield.com/, en lien avec le Cégep de Valleyfield.

Légende (type de galaxie): E=Galaxie elliptique, S=Galaxie spirale, SB=Galaxie spirale barrée et SAB=Galaxie spirale intermédiaire.

Distance générale

Selon la base de donnée NASA/IPAC, la vitesse du Quintette de Stephan par rapport au fond diffus cosmologique est de 6 119 ± 23 km/s, ce qui correspond à une distance de Hubble de 90,25 ± 6,33 Mpc (∼294 millions d'al)^[1].

Dynamique du groupe

Outre NGC 7320, les galaxies du Quintette de Stephan présentent les signes d'une interaction gravitationnelle mutuelle. Plusieurs études ont tenté de comprendre le déroulement de ces interactions complexes, en partie incertain. Le principal scénario envisagé se base sur l'arrivée de deux galaxies « intruses » dans le groupe : NGC 7320C et NGC 7318B^[8].

Historique des interactions

NGC 7320C serait entrée dans le groupe il y a ~ 400 millions d'années, affectant particulièrement NGC 7319. L'origine des deux queues de marée de NGC 7319 n'est pas claire, bien que NGC 7320C en soit probablement responsable. La queue la plus au Sud est plus âgée que celle située plus au Nord. Il est possible que cette dernière ait été créée suite à une autre rencontre entre NGC 7319 et NGC 7318A, il y a entre 200 et 250 millions d'années environ. Des simulations numériques suggèrent cependant que la queue la plus au Sud n'aurait pu survivre à ce second passage^[9]^,^[8].

La queue de marée Sud (dite externe) de NGC 7319 est en partie masquée par NGC 7320, située en avant-plan^[10].

Les galaxies NGC 7318 A et B sont peut-être entrées en collision il y a quelques centaines de millions d'années, créant deux panaches stellaires qui se rejoignent au Nord de la paire. La mesure des vitesses de déplacement des galaxies suggère que NGC 7318B s'éloigne de NGC 7318A et qu'elle se dirige à grande vitesse vers notre direction^[10].

NGC 7318B interagit à présent avec le milieu intra-groupe en entrant en collision avec le gaz arraché aux autres galaxies durant leurs interactions antérieures. En résulte un front de choc entre le gaz intra-groupe et celui de NGC 7318B. Le front s'étend sur environ 40 kpc (∼130 000 al) en décrivant un arc. Il est le siège d'une formation d'étoiles soutenue et une source d'émission radio et de rayon X^[11]^,^[10]^,^[8].

Le rôle de NGC 7317 est rester longtemps incertain. En 2018, un vaste halo diffus de vieilles étoiles a été découvert autour de la galaxie. Sa présence suggère une interaction relativement ancienne entre NGC 7317 et le reste du groupe^[12].

Avenir

Concernant l'avenir du Quintette de Stephan, celui-ci dépend de la vitesse radiale de chacun de ses membres. Il est probable que NGC 7319 et NGC 7318A finissent par fusionner dans un avenir lointain. Si NGC 7317 se joint à elles, le produit de la fusion entre les trois galaxies pourrait produire un puits gravitationnel plus important, ralentissant de facto la fuite de NGC 7318B et NGC 7320C, jusqu'à l'inverser^[9].

Activité de NGC 7319

NGC 7319 est une galaxie active de type Seyfert 2^[13]. Elle abrite en son centre un trou noir supermassif d'une masse égale à environ 24 millions de masses solaires, qui dégage une énergie lumineuse environ 40 milliards de fois supérieur à celle émise par le Soleil^[2].

Observation et localisation (amateur)

NGC 7331 (en haut à droite) et le Quintette de Stephan (en bas à gauche) dans le ciel terrestre. Imagerie amateur.

Le Quintette de Stephan se situe dans la partie Nord de la constellation de Pégase. Son repérage peut être effectué à partir de NGC 7331, voisine du Quintette dans le ciel terrestre. La magnitude apparente de cette galaxie est proche de +10 et elle peut être localisée au Nord Nord-Ouest de l'étoile Matar (Eta Pegasi). Depuis NGC 7331, le Quintette de Stephan se trouve à environ 30 minutes d'arc en direction du Sud Sud-Ouest^[14].

Les galaxies du Quintette présentent une magnitude apparente faible, la galaxie la plus brillante du groupe (NGC 7320) n'étant que de magnitude +12,6. Invisible à l'œil nu, son observation nécessite un télescope dont l'ouverture est d'au moins 20 cm (200 mm). De plus, la visibilité du Quintette dépend de la qualité du ciel nocturne^[14].

Dans la culture populaire

Le Quintette de Stephan compte parmi les cinq premières cibles imagées par le télescope spatial James Webb (JWST). Publiées en juillet 2022, les images ont été obtenues en infrarouge par les instruments NIRCam (proche infrarouge) et MIRI (infrarouge moyen) du télescope^[15].

Les figures angéliques présentes au début du film de Noël américain La vie est belle (It's a Wonderful Life), sorti en 1946, se basent sur une image du Quintette de Stephan. Les deux anges y sont incarnés par NGC 7320 et NGC 7318^[16].