Ad Astra

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M31 : La galaxie d’Andromède
Que voit-on ?
Bien que M31 soit visible à l’œil nu par beau temps et en rase campagne, vous aurez
malheureusement du mal à l’observer en ville sans l’aide d’un télescope. Mais si vous
pouviez, je gage que vous ne seriez pas bouleversés. Autant l’observation de la Lune ou de
Saturne au télescope peut créer des vocations, autant l’observation d’une galaxie peut
paraitre décevante au premier abord. Et c’est à tort, croyez-moi, car la tache floue que vous
aurez sous les yeux n’est pas une ridicule planète, ni même un modeste amas d’étoiles, mais
bien une galaxie contenant environ mille milliards d’étoiles. D’ailleurs celle-ci occupe dans
le ciel un espace considérable, environ 6 fois la surface de la pleine lune, mais à l’œil nu seul
le centre nous apparait.
Un peu d’histoire
Le fait que M31 soit visible à l’œil nu l’a rendu observable par les astronomes depuis des
millénaires. La plus ancienne trace connue de son observation remonte à l’année 964 de
notre ère par l’astronome persan Abd-al-Rahman Al-Sufi. Celui-ci la décrit comme un «petit
nuage », si l’utilisation de l’adjectif « petit » peut sembler contestable, c’est effectivement ce
que l’on voit.
Il a fallu attendre les débuts de l’astrophotographie à la fin du XIXème siècle pour faire
apparaitre sa structure spirale. A cette époque, la théorie retenue par la majorité des
astronomes était celle d’un univers observable ne dépassant pas la taille de notre galaxie,
M31 était donc considérée comme un nuage de gaz à l’intérieur de la Voie Lactée. Et ce n’est
que lorsqu’il a été possible de mesurer sa distance que M31 est enfin apparue comme une
galaxie.
Qu’est-ce ?
La galaxie d’Andromède est la galaxie la plus proche de la nôtre, elle fait partie de ce que
l’on appelle « le groupe local » qui comprend des galaxies proches, si proches que
l’interaction gravitationnelle domine sur l’expansion de l’univers, celles-ci s’attirent donc
mutuellement et gravitent les unes autour des autres. Andromède est la plus grande galaxie
du groupe local, dépassant de peu la Voie Lactée. Ces deux-là se rapprochent et se
rencontrerons dans quelques 4 milliards d’années, fusionnant pour former une plus grande
galaxie. Mais pas d’inquiétude, étant très peu denses, il est peu probable qu’il se produise
une seule collision d’étoiles lors de leur fusion.
Comment mesure-t-on sa distance ?
Nous allons nous intéresser à la méthode utilisée par Edwin Hubble qui a, le premier,
mesuré cette distance dans les années 1920.
Cette méthode utilise les propriétés des étoiles Céphéides. Celles-ci ont la particularité de
voir leur éclat varier de façon périodique (l’ordre de grandeur de la période est de 1 à 100
jours), cette période pouvant être reliée à leur luminosité absolue. Plus cette luminosité est
importante, plus la période de variation est longue. On peut ainsi établir une relation
période-luminosité en observant des Céphéides dont la distance est connue grâce à
d’autres méthodes. Sur la figure ci-dessous est tracée, pour un certain de nombre de
Céphéides, une grandeur liée au logarithme de la luminosité absolue en fonction du
logarithme de la période.
Reste à mesurer la période des Céphéides présentes dans la galaxie d’Andromède. On peut
ensuite comparer la luminosité absolue qu’on leur connait grâce à notre relation avec la
luminosité apparente que l’on mesure depuis notre lointain point d’observation. De cela on
peut déduire leurs distances, et ainsi celle de M31. La valeur obtenue est d’environ de 2,5
millions d’années lumières, à comparer au diamètre de notre galaxie : 80 000 années
lumières.
Une photo en négatif de la galaxie d’Andromède, prise par le télescope spatial Hubble.
Marceau, pour le club astro.