Observer · Ciel profond

M105, l'elliptique de manuel et son trou noir

M105 n'a pas de bras, pas de bandes de poussière, pas de couleurs : c'est une boule d'étoiles vieilles, l'archétype de la galaxie elliptique. Sa lumière décroît du centre vers le bord selon une courbe si régulière qu'elle a servi de modèle pour définir le profil de brillance des elliptiques. En son cœur bat l'un des trous noirs supermassifs les mieux pesés du ciel, quelque 200 millions de fois la masse du Soleil. On la trouve sous le corps du Lion, au printemps, en couple serré avec sa voisine NGC 3384. Voici ce que vous en verrez vraiment, dès 100 mm.

200: millions de masses solaires estimées pour le trou noir central — l'un des mieux mesurés du ciel proche
36: millions d'années-lumière : la distance de M105, dans le groupe du Lion
67 000 al: de diamètre réel, soit les deux tiers de notre Voie lactée
1781: l'année où Méchain la repère ; elle n'entre au catalogue Messier qu'en 1947
100 mm: le diamètre minimal pour la voir en petit rond nébuleux à noyau vif

Ce que c'est

Une boule d'étoiles vieilles, sans le moindre bras

M105 (NGC 3379) est une galaxie elliptique de type E1 — presque ronde, à peine aplatie de 10 %. Là où une spirale étale des bras, de la poussière et des amas bleus, M105 n'offre qu'une ellipse d'étoiles jaunes et vieilles, dense au centre, qui s'efface en douceur vers les bords. C'est le membre elliptique du groupe du Lion (le groupe M96, ou groupe Leo I), aux côtés de la spirale barrée M95 et de la spirale M96, chacune décrite sur sa propre fiche. À environ 36 millions d'années-lumière (près de 11 mégaparsecs), son disque s'étend sur quelque 67 000 années-lumière — les deux tiers de notre Voie lactée — et s'éloigne de nous à 908 km/s dans l'expansion de l'Univers. Son noyau abrite une activité discrète de type LINER : pas un quasar flamboyant, juste la respiration ténue d'un cœur nourri au ralenti. À l'image, tout est dit d'un coup — pas de structure à déchiffrer, seulement un dégradé parfait de lumière.

M105 (NGC 3379) photographiée par le télescope spatial Hubble : un disque d'étoiles lisse, jaune-orangé, brillant au centre et s'estompant régulièrement vers le bord — M105 par le télescope Hubble — ESA/Hubble & NASA, C. Sarazin et al. (CC BY 4.0)

Le détail qui la distingue

L'elliptique si régulière qu'on en a fait une loi

Ce qui fait la célébrité de M105 tient dans une courbe. Quand on trace comment sa brillance décroît du centre vers l'extérieur, on obtient une décroissance d'une régularité exemplaire : M105 colle presque parfaitement à la loi de de Vaucouleurs, cette formule en « racine quatrième du rayon » (le profil r^1/4) qui décrit la lumière des galaxies elliptiques. Pendant des décennies, les astronomes s'en sont servis comme d'un prototype — la galaxie de référence pour dire « voilà à quoi ressemble une elliptique idéale ». C'est une elliptique « de manuel », sans les avaries d'une fusion récente, sans bras cabossés comme M66 ni disque tordu : rien qu'une distribution d'étoiles lissée par des milliards d'années d'orbites entremêlées. Cette perfection apparente cache pourtant deux énigmes que les grands télescopes ont mises au jour : ce qu'il y a tout au centre, et ce qu'il y a tout au bord.

M105 au sol : une elliptique lisse et brillante, avec sa voisine lenticulaire NGC 3384 dans le même champ — M105 (à droite) et NGC 3384 (à gauche) — NOIRLab/NSF/AURA (CC BY 4.0)

Au cœur et au bord

Un trou noir pesé au gramme près, une couronne qui déroute

Au centre de M105, les étoiles tournent de plus en plus vite à mesure qu'on approche du noyau — le signe d'une masse invisible qui les fouette. En 1997, le télescope spatial Hubble mesure ces vitesses et pèse la bête : un trou noir supermassif de 1,4 × 10⁸ à 2 × 10⁸ masses solaires, soit environ 200 millions de fois le Soleil. M105 devient l'une des elliptiques dont le trou noir central est le mieux contraint, cible récurrente des études de dynamique stellaire. Puis, en 2003, une surprise vient du bord opposé : en suivant des centaines de nébuleuses planétaires comme jalons lumineux dans le halo, l'équipe de Romanowsky trouve une vitesse des étoiles qui chute là où elle devrait rester haute si un vaste halo de matière noire enveloppait la galaxie. Ce « déficit de matière noire » a nourri des années de débat : anisotropie des orbites, angle de vue, ou vrai manque ? M105 est ainsi passée du statut de galaxie sage à celui de cas d'école contesté de la cosmologie.

Montage Hubble de 1997 : le cœur de trois galaxies elliptiques dont NGC 3379, où la vitesse des étoiles trahit un trou noir supermassif central — Le cœur de NGC 3379 et de deux autres elliptiques par Hubble (1997) — K. Gebhardt, T. Lauer / NASA (domaine public)

Comprendre

M105 en lumière visible et en infrarouge

Faites glisser le curseur : à gauche, M105 en lumière visible (relevé SDSS) ; à droite, la même galaxie en infrarouge (relevé 2MASS), où seule brille la population d'étoiles vieilles qui compose presque tout l'objet.

M105 en visible (Sloan Digital Sky Survey, DR14, CC BY 4.0) puis en infrarouge (2MASS)

M105 en lumière visible par le relevé SDSS : une ellipse jaune lisse à noyau brillant

M105 en infrarouge proche par le relevé 2MASS : le même halo d'étoiles vieilles, sans poussière ni régions de formation d'étoiles

Dans le même champ

Trois familles de galaxies en une seule soirée

M105 offre un atelier pédagogique rare. Dans un rayon de moins de 2°, le groupe du Lion aligne les trois grandes familles de la classification des galaxies : la spirale barrée M95, la spirale M96, et l'elliptique M105 — chacune traitée sur sa fiche. En une même séance, on passe donc de bras enroulés autour d'une barre à un disque spiral classique, puis à cette boule d'étoiles sans structure : un cours de morphologie galactique à l'oculaire. Plus près encore, M105 forme un couple visuel serré avec la lenticulaire NGC 3384 (magnitude 10,9), à seulement 7′ au nord-est, tandis qu'une troisième tache, la petite spirale NGC 3389 (magnitude 12,4), se glisse dans le champ sans appartenir au groupe — elle est bien plus loin, en arrière-plan.

Le groupe du Lion et le champ de M105
Objet	Famille	Magnitude
M105 (NGC 3379)	elliptique E1	9,3
M96 (NGC 3368)	spirale	9,2
M95 (NGC 3351)	spirale barrée	9,7
NGC 3384	lenticulaire (couple avec M105)	10,9
NGC 3389	spirale d'arrière-plan	12,4
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À l'oculaire

Un petit rond gris à cœur brillant, et sa voisine

À l'oculaire, une elliptique ne triche pas : M105 se présente comme un petit disque rond et gris, brillant au centre et vite dilué sur les bords — l'image même de sa courbe de brillance. Sa magnitude de 9,3 la met à portée d'un 100 mm sous un bon ciel, où elle apparaît en rond nébuleux à noyau condensé, presque stellaire. Le plaisir, ici, n'est pas la structure (il n'y en a pas) mais le couple : dès 150 à 200 mm, sa voisine NGC 3384 entre dans le même champ, à 7′, plus petite et légèrement allongée — deux galaxies pour le prix d'une. À 250 à 300 mm et ciel noir, un œil attentif accroche parfois la troisième, NGC 3389, bien plus faible. Ne cherchez pas de bras ni de couleur : sur une elliptique, il n'y en aura jamais, à aucun diamètre. Ce qui se gagne, c'est la certitude d'avoir sous les yeux 200 milliards d'étoiles vieilles à 36 millions d'années-lumière.

M105 et NGC 3384 en pose longue au sol : deux taches lumineuses proches, l'elliptique ronde et la lenticulaire allongée — M105 et sa voisine NGC 3384 — NOIRLab/NSF/AURA (CC BY 4.0)

M105 selon votre instrument
Avec quoi	Ce que vous atteignez sur M105
Jumelles 10×50	une très faible tache ronde, devinée seulement sous un ciel bien noir et le Lion haut — plus difficile que M95/M96
Télescope 100–130 mm	un petit rond nébuleux net, à noyau vif presque ponctuel ; l'elliptique franche du groupe
150–200 mm	M105 et NGC 3384 ensemble dans le champ, deux taches proches ; l'elliptique ronde, la lenticulaire un peu ovale
250–300 mm + ciel noir	le trio M105 + NGC 3384 + NGC 3389 ; les halos plus étendus, mais toujours aucune structure interne
Photo (pose longue)	le dégradé lisse du disque, l'absence totale de bras et de poussière — la signature d'une elliptique
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Repérer

Où pointer pour tomber sur M105

M105 se niche sous le corps du Lion, dans une région pauvre en étoiles vives, à mi-chemin de la grande ligne qui joint Régulus (le pied avant, magnitude 1,4) à Denebola (la queue), distantes de quelque 24°. Le meilleur repère fin n'est pas une étoile mais ses deux voisines M95 et M96 : une fois ce couple trouvé, M105 est la tache qui se tient à un peu moins de 1° au nord de M96. La bonne fenêtre est le printemps : de mars à mai, le Lion culmine très haut depuis la France, si bien que M105 passe loin de la turbulence de l'horizon — un atout décisif pour une galaxie aussi discrète.

Carte du Lion : M105 se cache sous le corps du félin, au nord de M96 et M95, sur la ligne qui joint Régulus à Denebola — Carte : IAU / Sky & Telescope (CC BY 4.0)

Partez de Régulus, le point du Lion

Régulus (magnitude 1,4) marque le pied avant du Lion, à la base du « point d'interrogation » inversé de la Faucille. C'est l'ancre de départ, à 24° à l'ouest de Denebola.
Rejoignez la paire M95–M96

Remontez vers le milieu du corps du Lion pour accrocher M95 et M96, deux petits ovales flous séparés d'environ 40′. Ils sont le vrai jalon fin : sans eux, M105 est presque introuvable.
Glissez de 1° au nord de M96

Depuis M96, montez d'un peu moins de 1° vers le nord : M105 apparaît, accompagnée tout près de NGC 3384. C'est le seul couple de taches de la zone.
Restez à faible grossissement

Un oculaire donnant 40 à 60× garde M105 et NGC 3384 dans la même vue. Sur une elliptique, grossir davantage n'ajoute rien : ça assombrit le fond, pas la galaxie.

M105 (NGC 3379) — carte d'identité
Repère	Valeur
Type d'objet	galaxie elliptique E1, noyau LINER — le prototype du profil de de Vaucouleurs, en couple avec la lenticulaire NGC 3384
Constellation	Lion — sous le corps, sur la ligne Régulus–Denebola, à ~1° au nord de M96
Magnitude	9,3 (NGC 3384 : 10,9 ; NGC 3389 : 12,4)
Distance	≈ 36 millions d'années-lumière (≈ 11 mégaparsecs), groupe du Lion
Taille apparente	5,4′ × 4,8′ (≈ 67 000 années-lumière de diamètre réel)
Saison	printemps, de mars à mai, quand le Lion culmine très haut depuis la France
Instrument minimal	100 mm pour un rond nébuleux ; 200 mm pour le couple avec NGC 3384
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Un peu d'histoire

De la lettre oubliée de Méchain à la pesée du trou noir

24 mars 1781
Pierre Méchain découvre M105, quatre jours après ses voisines M95 et M96. Mais l'objet n'est pas transmis à temps : il manque la dernière édition du catalogue de son ami Charles Messier et reste, pour un temps, hors liste.
1947
L'astronome Helen Sawyer Hogg retrouve une lettre de Méchain décrivant et situant la galaxie. Sur cette base, M105 est enfin ajoutée au catalogue Messier — l'un de ses tout derniers numéros, plus de 160 ans après les autres.
1997
Le télescope spatial Hubble mesure les vitesses stellaires au cœur de NGC 3379 et pèse son trou noir central : environ 100 à 200 millions de masses solaires. M105 devient une référence des études de trous noirs supermassifs.
2003
En cartographiant les nébuleuses planétaires du halo, l'équipe de Romanowsky mesure une vitesse des étoiles qui décline vers l'extérieur — un possible déficit de matière noire qui fera couler beaucoup d'encre.
2019
Le programme ESA/Hubble diffuse un portrait détaillé de M105 : un dégradé d'étoiles vieilles d'une régularité saisissante, l'image même de l'elliptique idéale.

L'avis de Luc

Trois familles de galaxies dans le même coin de ciel : après M95 la barrée et M96 la spirale, M105 l'elliptique boucle la tournée du Lion en avril. Ce qu'on vient chercher est un duo, pas une structure — à 50× dans un 200 mm, un petit rond gris à cœur vif, avec NGC 3384 qui pointe juste à côté. Monter le grossissement pour « voir mieux » ne fait que noircir le fond. Le frisson vient d'ailleurs : ce disque lisse cache un trou noir de deux cents millions de soleils, pesé par Hubble. Invisible pour toujours, et pourtant là.

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À explorer autour de M105

M96, la spirale du même groupe La plus brillante voisine de M105 : une spirale au noyau décentré, à moins de 1° au sud, jalon indispensable pour retrouver l'elliptique.

M95, la barrée aux bras en anneau Le troisième membre du trio de démonstration : une spirale barrée dont l'anneau interne d'étoiles jeunes complète le « cours de galaxies » du Lion.

Pourquoi une elliptique reste grise à l'œil Ni bras, ni couleur, ni poussière : ce qu'une galaxie elliptique donne vraiment à chaque diamètre, et comment lire un simple dégradé de lumière.

Quel diamètre pour saisir M105 et son couple NGC 3384 ?

M105 se montre en rond nébuleux dès 100 mm, mais accrocher sa voisine NGC 3384 dans le même champ demande 150 à 200 mm et un ciel noir. Nos choix de télescopes par usage et par budget.

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