M81 (galaxie)

NGC 3031 a été découverte par l'astronome allemand Johann Elert Bode en 1774 qui a aussi découvert la même nuit M82 (NGC 3034). On donne d'ailleurs le nom de nébuleuses de Bode à ces deux galaxies. M81 a été redécouverte indépendamment par l'astronome français Pierre Méchain en aout 1780 qui le signala à son ami Charles Messier. Messier a observé M81 le 9 février 1781. D'autres astronomes ont aussi observé et enregistré M81, Johann Gottfried Koehler en 1779 et John Herschel en 1831[4].

M81 est une galaxie spirale d'un diamètre relativement modeste de 87 000 années-lumière. En 1993, l'observation d'une trentaine de céphéides par le télescope Hubble a permis d'estimer la distance de la galaxie à 11,8 millions d'années-lumière, ce qui en fait l'une des plus proches de la nôtre. Elle fait partie du même groupe de galaxies que M82, le groupe de M81 (le groupe G2 de la liste de Vaucouleurs). Ce groupe fait partie du superamas de la Vierge, de même que notre groupe local.

La répartition de la masse de la galaxie n'est pas homogène en raison de l'effet de marée dû à la proximité (~150 000 al) d'une autre galaxie moins massive. Le noyau de la galaxie abriterait un trou noir supermassif dont la masse est estimée à 7,6^+2,2
_−1,1 x 10⁷ ${\displaystyle M_{\odot }}$[7]. Selon une autre étude publiée en 2009 et basée sur la vitesse interne de la galaxie mesurée par le télescope spatial Hubble, la masse du trou noir supermassif au centre de NGC 3031 (M81) serait comprise entre 8,4 et 41 millions de ${\displaystyle M_{\odot }}$[8].

Supernova

Une seule supernova a été observée dans cette galaxie[9], SN 1993J, découverte le 28 mars 1993 par l'astronome amateur F. Garcia en Espagne[10]. Les caractéristiques spectrales de cette supernova ont évolué avec le temps. Initialement de type II, avec une raie de l'hydrogène marquée, elle évolua vers un type Ib, et la raie de l'hydrogène s'estompa au profit de la raie de l'hélium[11] - [12]. De plus, les variations temporelles de luminosité de SN 1993J n'étaient pas semblables à celles des autres supernovas de type II[13] - [14], mais plutôt à celles observées pour les types Ib[15]. La supernova a donc été classée de type IIb, une classe transitoire entre les types II et Ib[12]. Les résultats scientifiques tirés de l'étude de cette supernova suggèrent que les supernovas de types Ib et Ic se forment lors d'explosions d'étoiles supergéantes, à travers un processus équivalent à celui des supernovas de type II[12] - [16].

Une image infrarouge de Messier 81 prise par le Télescope spatial Spitzer. La couleur bleue marque les émissions stellaires observées à 3,6 μm[17].
La couleur verte représente les émissions à 8 μm, provenant des hydrocarbures aromatiques polycycliques du milieu interstellaire[17].
La couleur rouge représente les émissions à 24 μm provenant des poussières chaudes du milieu interstellaire[18].
Credit: NASA/JPL-Caltech/K. Gordon/S. Willner/N.A. Sharp.

La plupart des émissions aux longueurs d'onde infrarouges proviennent des poussières interstellaires[18] - [20]. Cette poussière interstellaire se trouve principalement dans les bras spiraux des galaxies, et il a été montré qu'elle est liée aux régions d'étoiles en formation[18] - [20]. L'explication généralement retenue est que les étoiles bleues présentes dans ces régions, étoiles chaudes et à faible durée de vie, échauffent ces poussières et augmentent ainsi leurs émissions infrarouges.

M81 ne peut être vue sans instrument[21]. Elle est nettement visible avec des jumelles du fait de sa magnitude de 6,9. Dans un télescope de 114mm, le noyau apparaît comme lumineux et entouré d'un halo diffus. Un instrument de 350mm et de bonnes conditions d'observations sont nécessaires pour déceler les bras spiraux de la galaxie.

Trouver M81 peut permettre de repérer M82, située toute proche à 0,75° au nord de M81.

M81 fait partie d'un groupe de galaxies qui porte son nom[22] - [23]. Le groupe de M81 compte près d'une quarantaine de galaxies connues dont les plus importantes sont M82 (NGC 3034), NGC 2366, NGC 2403, NGC 2976, NGC 3077, NGC 4236 et IC 2574. Les distances de ces galaxies ne peuvent être calculées en utilisant le décalage vers le rouge, car elles sont trop rapprochées de la Voie lactée.

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  M81 en ultraviolet par le télescope spatial GALEX.
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  M81 en infrarouge lointain par télescope spatial Herschel.
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  M81 (à gauche) et M82 (à droite). Outre ces dernières, le groupe G2 comprend 32 autres galaxies connues.
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  M81 par l'étude SDSS.

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  M81.
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  M81 vue avec un télescope amateur (EVscope).