Observer · Ciel profond
La chaîne de Markarian
Au cœur de l'amas de la Vierge, huit galaxies brillantes s'alignent le long d'une courbe lisse, comme égrenées à la main. Ce n'est pas un hasard de perspective : dans les années 1960, l'astrophysicien Benjamin Markarian a montré qu'au moins sept d'entre elles se déplacent ensemble. À faible grossissement, dans un télescope de 150 à 200 mm sous un ciel noir, on en tient plusieurs dans le même champ — l'expérience unique du « champ plein de galaxies ». Voici ce que vous en verrez vraiment, et comment sauter de tache en tache.
- 8
- galaxies brillantes alignées le long d'une même courbe
- 7
- d'entre elles au mouvement commun, prouvé par Markarian dans les années 1960
- 54
- millions d'années-lumière : la distance de l'amas de la Vierge
- 1300
- galaxies dans l'amas de la Vierge, le plus proche grand amas du ciel
- 200 mm
- de diamètre pour balayer toute la chaîne sous un ciel noir
Ce que c'est
Un arc de galaxies au cœur de l'amas de la Vierge
La chaîne de Markarian est un tronçon de l'amas de la Vierge : une file de galaxies qui, vues de la Terre, se rangent le long d'une courbe lisse plutôt que d'une droite. On lui compte au moins huit membres brillants — les deux elliptiques géantes M84 (NGC 4374) et M86 (NGC 4406), la paire en interaction NGC 4435 et NGC 4438 surnommée « les Yeux », puis NGC 4461, NGC 4473, NGC 4477 et NGC 4458. Toutes se tiennent entre 50 et 60 millions d'années-lumière, dans la constellation de la Vierge, autour des coordonnées 12h 27m d'ascension droite et +13° de déclinaison. L'arc s'étire sur environ 1,5° de ciel — trois pleines lunes bout à bout.
M84 et M86, les deux phares
Les deux ancres de la chaîne sont des elliptiques géantes, ballons d'étoiles vieilles sans bras ni poussière. M84 (magnitude 9,1, type E1) mesure 6,5′ × 5,6′ et cache en son centre un trou noir de 1,5 milliard de masses solaires, d'où jaillissent des jets radio. M86 (magnitude 8,9, lenticulaire S0) est un peu plus étalée, 8,9′ × 5,8′. Ce sont les deux plus faciles : dès un petit instrument, elles apparaissent côte à côte, deux boules floues au cœur plus vif, séparées de moins d'un quart de degré. On les prend comme point d'entrée, puis on remonte l'arc.
Les Yeux, une paire qui se déchire
Juste au nord de M86, NGC 4435 et NGC 4438 forment un couple serré que les observateurs appellent « les Yeux » (Markarian's Eyes, aussi catalogué Arp 120). Vues ensemble à faible grossissement, elles évoquent deux ovales lumineux qui se regardent. NGC 4435 est une lenticulaire nette de 2,4′ × 1,4′ ; NGC 4438, sa voisine, est tordue — 8,5′ × 3,2′, un disque gauchi qui traîne de longues queues de marée, souvenir d'une collision décentrée avec sa jumelle il y a des millions d'années.
Les quatre autres, pour aller plus loin
Le reste de la chaîne demande plus de diamètre. NGC 4473 (magnitude 10,2) est une elliptique aplatie de type E5 ; NGC 4477 (magnitude 11,4) une lenticulaire barrée ; NGC 4461 (magnitude ≈ 11,2) et NGC 4458 (magnitude ≈ 12,1) ferment la file, plus discrètes. Chacune n'est qu'une petite tache pâle, mais c'est justement le jeu : sous un ciel bien noir, on saute de l'une à l'autre le long de la courbe.
Une courbe qui n'est pas qu'une illusion
L'alignement pourrait n'être qu'un effet de perspective, comme tant d'autres au ciel. Ce n'en est pas un pour l'essentiel : les mesures de vitesse rangent au moins sept de ces galaxies dans un mouvement d'ensemble cohérent. Elles ne sont pas seulement dans la même direction — elles voyagent de concert à travers l'amas. C'est ce que Benjamin Markarian a établi au début des années 1960, et c'est ce qui donne son nom à la chaîne.
Le décor
L'amas de la Vierge, le grand amas d'à côté
Mille trois cents galaxies au même endroit
La chaîne n'est qu'un fil dans une pelote immense. L'amas de la Vierge compte environ 1 300 galaxies — peut-être 2 000 — massées à 53,8 millions d'années-lumière (16,5 mégaparsecs), sur près de 8° de ciel. C'est le plus proche grand amas, et le plus riche à portée d'un télescope d'amateur : dans cette seule région, un balayage patient en aligne des dizaines. Sa masse atteint quelque 1015 masses solaires — de quoi retenir tout ce peuple de galaxies par la seule gravité.
Le cœur de notre Superamas Local
L'amas de la Vierge n'est pas un voisin lointain et sans lien : il forme le cœur du Superamas Local (ou Superamas de la Vierge), la vaste structure dont fait partie notre propre Voie lactée, au sein du Groupe local. Autrement dit, en pointant la chaîne de Markarian, on regarde le centre de gravité du quartier cosmique auquel nous appartenons. Les galaxies les plus brillantes de l'amas ont été notées par Charles Messier à la fin des années 1770 et au début des années 1780, faute de savoir alors ce qu'elles étaient.
M87, le monarque voisin
Un peu au sud de la chaîne trône M87 (magnitude 8,6), la galaxie elliptique supergéante qui domine tout l'amas. Son trou noir central, M87* — quelque 6,5 milliards de masses solaires — a été le premier photographié directement, par l'Event Horizon Telescope en 2019. M87 ne fait pas partie de la chaîne, mais elle est dans le même champ de chasse : une fois M84 et M86 repérées, elle n'est qu'à un saut au sud.
Pourquoi tout est si dense ici
Ce que le ciel montre en deux dimensions cache une réalité en trois : ces galaxies ne sont pas collées, mais réparties dans un volume énorme. La projection les tasse à nos yeux. C'est ce qui rend la Vierge à la fois grisante et déroutante à l'oculaire : dès qu'on croit tenir une galaxie, une autre pointe au bord du champ. Sans carte, on s'y perd — et c'est un plaisir en soi.
Le détail qui accroche l'œil
Les Yeux : deux galaxies prises en flagrant délit d'interaction
Au milieu de la chaîne, NGC 4435 et NGC 4438 sont le rendez-vous à ne pas manquer. À environ 52 millions d'années-lumière, ce sont deux galaxies liées qui se sont frôlées de trop près. NGC 4438 en garde les cicatrices : son disque est gauchi, étiré en longues queues de marée, et vidé d'une bonne part de son hydrogène. La rencontre a même pu impliquer la géante M86 toute proche. Ensemble, magnitude combinée voisine de 10, les deux ovales composent la figure qui a valu au duo son surnom.
À l'oculaire, ne cherchez pas les queues de marée : elles n'apparaissent qu'en pose longue. Ce que vous verrez, c'est le contraste — NGC 4435 compacte et régulière, NGC 4438 plus grande, plus floue, moins bien dessinée. Dans un 200 mm sous bon ciel, en vision décalée, l'asymétrie de la seconde commence à se deviner. C'est l'un des rares couples de la chaîne où l'on lit quelque chose de la scène, pas seulement deux points gris.
La curiosité de la chaîne
M86, la galaxie qui fonce vers nous
Presque toutes les galaxies de l'Univers s'éloignent de nous : l'expansion cosmique les emporte. M86 fait l'exception. Elle affiche le plus fort décalage vers le bleu de tous les objets du catalogue de Messier et s'approche de la Voie lactée à environ 244 km/s. Ce n'est pas qu'elle nage à contre-courant de l'expansion : elle tombe vers le centre de l'amas de la Vierge à si grande vitesse que, ces temps-ci, sa trajectoire la ramène dans notre direction.
Cette chute laisse une trace. En traversant le gaz chaud qui baigne l'amas, M86 se fait dépouiller de son propre gaz par pression dynamique : elle traîne derrière elle une longue queue de gaz qui brille en rayons X, longue de plusieurs fois son diamètre, cartographiée par le télescope Chandra. Rien de tout cela n'est visible à l'oculaire — mais savoir qu'on regarde une galaxie en train de plonger, et de se faire éplucher, change ce qu'on voit dans la petite tache floue.
À l'oculaire
Le galaxy hopping : sauter de tache en tache
La chaîne de Markarian n'est pas un objet qu'on fixe, c'est un parcours qu'on arpente. L'art du « galaxy hopping » consiste à monter un oculaire à grand champ et faible grossissement — moins de 50×, un champ réel proche de 1° — puis à faire dériver lentement le télescope le long de la courbe. On cadre d'abord M84 et M86 ensemble, puis on glisse d'un cran : les Yeux entrent dans la vue, on continue, NGC 4461 apparaît, puis NGC 4473, NGC 4477… À chaque pas, une ou deux nouvelles taches. C'est l'expérience du « champ plein de galaxies », impossible presque partout ailleurs dans le ciel.
| L'instrument | Ce que la chaîne vous montre |
|---|---|
| Jumelles 10×50 | M84 et M86 devinées ensemble comme un couple de faibles taches, sous un ciel de campagne et la Vierge haute ; le reste échappe |
| Télescope 100–130 mm | M84 et M86 nettes côte à côte, les Yeux entrevus comme une tache double à faible grossissement — l'entrée dans la chaîne |
| 150–200 mm | cinq à six galaxies dans le même balayage : M84, M86, les Yeux, NGC 4461, NGC 4473 ; l'asymétrie de NGC 4438 se devine en vision décalée |
| 250–300 mm | toute la chaîne, NGC 4477 et NGC 4458 comprises ; le champ se remplit littéralement de galaxies au fil du parcours |
| Photo (pose longue) | les queues de marée des Yeux, la traîne de gaz de M86, les couleurs — tout ce qu'aucun oculaire n'atteindra jamais |
| Aucune ligne ne correspond au filtre. | |
En images
La chaîne, de la vue d'ensemble au portrait de galaxie
Repérer
À mi-chemin de Denebola et de Vindemiatrix, au printemps
La chaîne se cache dans une région sans étoile brillante, à la frontière de la Vierge et de la Chevelure de Bérénice. Le truc classique : tendre une ligne entre Denebola (β Leonis, la queue du Lion, magnitude 2,1) et Vindemiatrix (ε Virginis, magnitude 2,8), et viser à peu près à mi-chemin. C'est là que se trouve le nœud de galaxies. Le printemps — de mars à mai — est la saison : la Vierge monte alors haut au méridien depuis la France, ce qui met la chaîne au-dessus de la turbulence de l'horizon. Mais elle exige un ciel vraiment sombre : ces galaxies sont peu brillantes, et la ville les efface.
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Tracez la ligne Denebola – Vindemiatrix
Repérez Denebola, l'étoile de la queue du Lion, et Vindemiatrix, à l'est dans la Vierge. La chaîne se tient à peu près à mi-chemin entre les deux, dans une zone dépourvue d'étoile vive.
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Balayez à faible grossissement
Montez un oculaire grand champ (moins de 50×). Promenez lentement le télescope dans la zone médiane : vous cherchez un couple de taches floues plus marquées que les autres.
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Accrochez M84 et M86
Ce couple, ce sont M84 et M86, magnitudes 9,1 et 8,9, les deux plus faciles. Séparées de moins d'un quart de degré, elles entrent ensemble dans le champ : votre porte d'entrée dans la chaîne.
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Remontez la courbe vers le nord-est
Depuis M84 et M86, dérivez le long de l'arc : les Yeux d'abord, puis NGC 4461, NGC 4473, NGC 4477. À chaque petit déplacement, une nouvelle tache pâle rejoint le champ.
| Repère | Valeur |
|---|---|
| Type d'objet | alignement courbe d'au moins 8 galaxies (elliptiques et lenticulaires) au cœur de l'amas de la Vierge — M84, M86, les Yeux (NGC 4435/4438), NGC 4461, 4473, 4477, 4458 |
| Constellation | Vierge (à la frontière de la Chevelure de Bérénice), vers 12h 27m, +13° |
| Magnitude | M86 8,9 · M84 9,1 · NGC 4473 10,2 · NGC 4477 11,4 · les autres 11 à 12 |
| Distance | ≈ 50 à 60 millions d'al (amas de la Vierge à 53,8 M al) |
| Taille apparente | ≈ 1,5° pour tout l'arc (M86 8,9′×5,8′, M84 6,5′×5,6′) |
| Saison | printemps (mars à mai), la Vierge haute au méridien |
| Instrument minimal | 100 mm pour M84 et M86 ; 200 mm et ciel noir pour toute la chaîne |
| Aucune ligne ne correspond au filtre. | |
Un peu d'histoire
De Messier à Markarian : nommer un alignement
- 1781
Charles Messier catalogue M84 et M86 dans la même nuit de printemps, parmi la vingtaine de « nébuleuses » qu'il relève dans la Vierge. Il ignore encore leur vraie nature : le concept d'univers-île, ces galaxies extérieures à la nôtre, attendra le siècle suivant pour s'imposer.
- Années 1920
La longue controverse sur les « nébuleuses spirales » trouve son verdict : ces objets sont bien des systèmes stellaires lointains, à des dizaines de millions d'années-lumière, et non des nuages appartenant à notre propre Galaxie. Les taches de la Vierge deviennent des galaxies à part entière.
- 1961
Beniamin Markarian (1913–1985), astrophysicien arménien de l'Observatoire de Byurakan, démontre qu'au moins sept des galaxies de l'arc partagent un mouvement commun. L'alignement n'est plus un hasard de perspective : la chaîne prend son nom.
- 1957 à 1991
Trois supernovae sont surprises dans la seule M84 — SN 1957B, SN 1980I et SN 1991bg, toutes de type Ia autour de la magnitude 12 à 14 : un rappel que ces galaxies restent des laboratoires vivants d'explosions stellaires.
- 2019
L'Event Horizon Telescope livre la première image d'un trou noir, celui de M87, la géante voisine de la chaîne — 6,5 milliards de masses solaires. La région de la chaîne de Markarian est plus que jamais au cœur de l'astrophysique.
Ce que la pose longue révèle de la chaîne
La photographie transforme l'arc. Là où l'œil aligne des taches grises, la caméra sort les queues de marée des Yeux, la traîne de gaz de M86, les halos étendus des elliptiques et les couleurs — le jaune des vieilles populations, les rougeurs des régions perturbées. Un champ large (focale de 400 à 600 mm) cadre M84, M86, les Yeux et leurs voisines d'un seul coup : c'est l'une des cibles reines de l'astrophoto de printemps, précisément parce qu'elle raconte l'histoire d'un amas entier dans un seul cadre. Quelques heures de pose cumulée y font apparaître des dizaines de galaxies de fond que l'œil ne soupçonne pas.
Ce que le visuel de la chaîne donne en échange
Privé de ces couleurs, l'observateur derrière l'oculaire reçoit autre chose : le parcours. Le geste de faire dériver le télescope et de voir une nouvelle galaxie surgir à chaque pas ne se photographie pas. Aucun cliché ne remplace ce moment où l'on tient cinq univers-îles réels dans le rond d'un oculaire à 45×, en sachant que leur lumière a voyagé 54 millions d'années pour arriver là. La chaîne de Markarian est d'ailleurs une excellente école de repérage : elle apprend à naviguer sans étoile-guide, à faible grossissement, et à séparer une galaxie faible d'une simple hésitation de l'œil.
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À explorer autour de la chaîne de Markarian
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M84 et M86 apparaissent dès 100 mm, mais tenir cinq à sept galaxies dans un même champ tient à l'oculaire grand champ et à un ciel noir, plus qu'au diamètre du tube. On vous oriente vers le bon oculaire et le bon instrument, classés par usage et par prix.