Le Sombrero se trouve à l’extrémité sud du riche amas de galaxies de la Vierge, son diamètre est de 50.000 années-lumière et cette galaxie se trouve à 28 millions d’années-lumière de la Voie lactée. Des émissions de rayons X suggèrent qu’il y a un trou noir de 1 milliard de masses solaires accrétant de la matière au cœur de Messier 104.
Le télescope spatial Hubble de la Nasa a pris cette image de la galaxie du Sombrero (ci-dessous), encore appelée Messier 104 (M104). Cette galaxie lenticulaire a été nommée en raison évidente de sa ressemblance avec le fameux chapeau mexicain. M104 est juste au-delà de la limite de visibilité à l’œil nu mais est facilement visible à travers de petits télescopes.
Historique
19ème siècle : Messier ou pas Messier ?
La galaxie du Sombrero a été découverte par Charles Messier en 1781, qui l’avait ajoutée à la main, dans l’exemplaire personnel de son propre catalogue. Elle fut ensuite redécouverte indépendamment par Pierre Méchain en 1783, puis par William Herschel en 1784 qui fut le premier à mentionner la présence de sa bande sombre caractéristique.
C’est Camille Flammarion qui remarqua la similitude de position entre la description de Messier et la découverte de Herschel. Il l’ajouta officiellement au catalogue en 1921 sous le numéro M104, soit 140 ans après sa découverte par Messier !
20ème siècle : Découverte du redshift des galaxies
En 1912, alors que le Sombrero ne possédait pas encore le numéro 104 du catalogue Messier, cette galaxie fut l’une des premières, dont le décalage spectral fut mesuré par l’astronome américain, Vesto Slipher. Il découvrit que son spectre était décalé vers le rouge (Redshift) et que la galaxie, que l’on considérait alors comme une nébuleuse, s’éloignait de nous à une vitesse de 1000 km/s. Cette vitesse étant trop importante pour qu’elle appartienne à la Voie lactée, ce fut la première preuve scientifique en faveur de l’existence de systèmes d’étoiles autres que ceux de notre galaxie.
Plus tard, en 1929, cette mesure du Redshift de M104, ainsi que celles d’un certain nombre d’autres galaxies, permit à Edwin Hubble d’établir la célèbre loi qui porte son nom, et de découvrir l’expansion de l’univers. Cette première étape, allait mener ensuite à la théorie du Big Bang.
21ème siècle : Spirale ou elliptique ?
En 2003, la galaxie du Sombrero a été immortalisée par le télescope spatial Hubble, avec cette célèbre image visible ci-dessus.
Ce cliché de Hubble a permis de résoudre individuellement, environ 2000 amas globulaires orbitant autour du halo de la galaxie. Ce nombre important d’amas globulaires (10 fois plus, que dans notre Voie Lactée) a constitué une énigme, car il était difficilement explicable pour une simple galaxie spirale.
En 2012, cette énigme a été résolu par un cliché du télescope spatial infrarouge Spitzer. Cette observation a remis en cause la classification de M104, et a montré que cette galaxie était en fait, une elliptique géante. Pour une telle galaxie, un nombre de 2000 amas globulaires est tout à fait normal.
Spitzer a permis de découvrir que M104 est la superposition de deux galaxies réunies en une seule. C’est une elliptique géante englobant un anneau de poussières, ce qui en fait un cas unique ! Cet anneau est parfaitement circulaire. Il n’y a pas de bras spiraux. Il est toutefois légèrement déformé, ce qui suppose une probable fusion passée, entre plusieurs galaxies. L’anneau de poussières encercle un disque d’étoiles parfaitement uniforme. En lumière visible on ne voit pratiquement que ce disque et on sous-estime la taille de la galaxie. En lumière infrarouge, l’image de Spitzer a permis de mieux voir les étoiles du halo, qui sont des étoiles vieilles dont la lumière est plus rouge. Ce halo de forme elliptique, est donc beaucoup plus massif que ce que l’on pensait auparavant.
NASA/HUBBLE HERITAGE TEAM/Ciel et Espace Photos
La masse de M104 est estimée à 800 milliards de masses solaires, ce qui est gigantesque. C’est plus de six fois la masse de la Voie Lactée. Les scientifiques ont également découvert que M104 contenait en son cœur, un trou noir supermassif de un milliard de masses solaires. Ce trou noir est le plus imposant jamais observé, dans un rayon de 40 millions d’années lumières autour de notre galaxie.
M104 est donc la galaxie la plus massive qui soit aussi proche de la Voie Lactée. Elle est située sur les marches sud de l’amas de la Vierge, dont elle fait partie. Il n’y a pas de galaxie plus massive qui soit plus près de nous. En cela, M104 a un statut très spécial.