Une constellation qu'on ne voit presque pas : pas une seule étoile plus brillante que magnitude 3,8, tapie très bas sous la Baleine. Et pourtant, c'est ici que Hubble a percé le trou le plus profond de toute l'histoire de l'astronomie. Voici ce que le Fourneau abrite, et jusqu'où on peut le suivre depuis la France.
41
au classement des 88 constellations, par surface (398 deg²)
62
étoiles visibles à l'œil nu, aucune au-dessus de la magnitude 3,8
58
galaxies recensées dans l'amas du Fourneau
10000
galaxies comptées dans le champ ultra-profond de Hubble
13 milliards d'a.
de recul cosmique atteint dans ce champ
Repérer
Une case presque vide, sous le ventre de la Baleine
Le Fourneau n'a pas de figure à reconnaître : c'est une constellation faible, sans dessin, coincée à l'intérieur de la grande boucle que l'Éridan (le Fleuve) trace vers le sud. On ne la trouve pas en la regardant, on la trouve en la cernant. Repérez d'abord la Baleine, vaste et discrète, dans le ciel d'automne au sud ; le Fourneau occupe la case juste en dessous, entre l'Éridan à l'ouest et le Sculpteur à l'est. Sa seule étoile un peu marquante, α Fornacis (magnitude 3,9), sert de point d'ancrage — et encore faut-il un ciel dégagé jusqu'à l'horizon sud.
Carte : IAU / Sky & Telescope (CC BY 3.0)
Choisissez la mi-décembre, vers 21 h
C'est le moment où le Fourneau passe au plus haut au-dessus de l'horizon sud. Une heure avant ou après, il est déjà trop bas pour espérer quoi que ce soit d'un instrument.
Descendez sous la Baleine
Partez de la Baleine, bien plus large et facile, et laissez le regard glisser vers le bas. Le Fourneau est la région sombre et pauvre qui borde la boucle de l'Éridan — presque un creux entre deux constellations plus riches.
Accrochez-vous à α Fornacis
L'unique repère stellaire de la zone. À la jumelle, c'est une étoile jaune isolée ; elle marque le centre de la constellation et le point de départ pour piquer vers les galaxies, plus au nord-est.
Acceptez la hauteur avant tout
Depuis Paris, α ne monte qu'à 12° environ ; depuis Marseille, à 18°. Sous cette hauteur, l'atmosphère épaissie éteint tout le ciel profond. Le sud de la France, une nuit sans brume, est le minimum pour tenter les galaxies.
Les étoiles
Peu d'étoiles, mais une jolie double cachée
α Fornacis, un couple serré
L'étoile la plus brillante du Fourneau, α Fornacis (magnitude 3,9), porte le nom traditionnel de Dalim. À seulement 46 années-lumière, c'est un système double physique : une étoile jaune de type F, un peu plus massive et chaude que le Soleil, accompagnée d'une compagne orangée de type G. Les deux tournent l'une autour de l'autre en près de 270 ans, sur une orbite très allongée. Leur écartement apparent, autour de 4 secondes d'arc, les met à portée d'un télescope de 100 à 150 mm par une nuit stable — à condition de composer avec la faible hauteur. Détail curieux : la compagne est enrichie en baryum, signe qu'elle a jadis reçu de la matière d'une étoile aujourd'hui devenue naine blanche.
β et les autres, pour mémoire
Le reste est modeste. β Fornacis (magnitude 4,5), à environ 169 années-lumière, est une étoile géante jaune flanquée d'une faible compagne optique. Le Fourneau ne compte aucune étoile au-dessus de la magnitude 3,8 et à peine 62 points visibles à l'œil nu sous un bon ciel : c'est l'une des constellations les plus pauvres en étoiles brillantes du ciel entier. Ce vide n'est pas un défaut — c'est précisément ce qui a fait sa fortune, comme on le verra plus loin.
λ² Fornacis, une étoile à planète
Plus discrète encore, λ² Fornacis (magnitude 5,8), à environ 84 années-lumière, ressemble beaucoup à notre Soleil. On lui connaît une exoplanète, détectée par la méthode des vitesses radiales : un monde invisible dans nos instruments d'amateur, mais un rappel que même les cases les plus ternes du ciel abritent d'autres systèmes.
Les étoiles du Fourneau d'un coup d'œil
Étoile
Magnitude
Distance
Ce qu'elle est
Ce que vous verrez
α For (Dalim)
3,9
~46 al
double jaune + orangée
point jaune à l'œil nu, dédoublable dès 100 mm
β For
4,5
~169 al
géante jaune
étoile isolée aux jumelles
ν For
4,7
~370 al
sous-géante bleutée
à peine perceptible à l'œil sous bon ciel
λ² For
5,8
~84 al
étoile à exoplanète
aux jumelles seulement, planète invisible
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Le ciel profond
Un ciel vide d'étoiles, plein de galaxies
Trois galaxies parmi les plus étudiées du ciel austral se pressent dans le Fourneau. Ce sont des poses longues : à l'oculaire, ce ne seront que des taches grises.
L'amas du Fourneau, deuxième voisin
À environ 62 millions d'années-lumière, l'amas de galaxies du Fourneau est le deuxième amas le plus proche de nous à moins de 100 millions d'années-lumière, juste après celui, bien plus gros, de la Vierge. Il rassemble quelque 58 galaxies pour une masse totale de l'ordre de 70 000 milliards de fois celle du Soleil, étalées sur près de 6° de ciel — davantage qu'à cheval sur la frontière de l'Éridan. En son centre trône l'elliptique NGC 1399 ; à sa lisière, la plus brillante de toutes, NGC 1316. L'amas est encore en train de grandir, un sous-groupe venant fusionner avec le corps principal.
NGC 1316, ou Fornax A : une radiogalaxie née de collisions
NGC 1316 (magnitude 9,4) est une galaxie lenticulaire de plus de 300 000 années-lumière d'envergure, deux fois notre Voie lactée. Ses coquilles, boucles et voies de poussière trahissent son passé : elle a avalé plusieurs galaxies il y a environ 3 milliards d'années. Sous le nom de Fornax A, c'est la quatrième source radio la plus intense de tout le ciel à 1400 MHz — d'immenses lobes d'ondes radio, alimentés par un trou noir central de 130 à 150 millions de masses solaires, débordent largement la galaxie visible. Découverte par James Dunlop en 1826, elle a livré quatre supernovæ de type Ia depuis 1980, précieuses pour étalonner les distances cosmiques.
NGC 1365, la grande spirale barrée
NGC 1365 (magnitude 10,3) est l'une des plus belles spirales barrées connues, longue de plus de 200 000 années-lumière. Sa barre traverse le disque de part en part ; ses bras s'enroulent en un Z presque parfait. En son cœur, un noyau actif de Seyfert et un trou noir supermassif dont on a mesuré, avec le satellite NuSTAR, qu'il tourne presque à la vitesse de la lumière. Aux instruments, c'est le membre le plus abordable de l'amas : un 200 mm sous un ciel noir montre le noyau et l'amorce de la barre, jamais les couleurs de la photo.
NGC 1097, l'anneau de feu et les jets fantômes
Un peu à l'écart de l'amas, à 45 millions d'années-lumière, NGC 1097 (magnitude 10,2) est une autre spirale barrée de Seyfert, célèbre pour deux traits. Autour de son trou noir de 140 millions de masses solaires brille un anneau de formation d'étoiles de 5 000 années-lumière de diamètre, nourri par le gaz que la barre canalise vers le centre. Et quatre jets optiques partent du noyau : on les a longtemps pris pour des jets de matière, ce sont en réalité les restes stellaires d'une galaxie naine dévorée. Une petite compagne, NGC 1097A, l'accompagne encore.
La galaxie naine du Fourneau, satellite de la Voie lactée
Bien plus près, à 466 000 années-lumière, la galaxie naine du Fourneau est l'un des petits satellites de notre propre Voie lactée. Sphéroïdale, pauvre en gaz, elle abrite pourtant six amas globulaires — un nombre étonnant pour une naine — dont NGC 1049, repéré avant la galaxie elle-même. C'est Harlow Shapley qui l'a débusquée sur des plaques photographiques en 1938. Diffuse et sans éclat concentré, elle échappe aux instruments d'amateur, mais reste un jalon de l'étude des galaxies naines.
Le vertige
Ici, Hubble a regardé au bout de l'Univers
Ce vide d'étoiles brillantes, ce défaut du Fourneau, est devenu son plus grand titre de gloire. Justement parce qu'aucune étoile proche ne vient éblouir le champ, les astronomes ont choisi un coin minuscule de cette constellation pour y braquer le télescope spatial Hubble, encore et encore. De septembre 2003 à janvier 2004, ils ont accumulé près de 11 jours de pose sur 400 orbites, sur une tache de ciel de 2,4 minutes d'arc de côté — un dixième du diamètre de la pleine lune, l'équivalent d'un carré de 1 mm² tenu à un mètre de l'œil, un vingt-six-millionième du ciel entier.
Le résultat, le Champ ultra-profond de Hubble (HUDF), montre près de 10 000 galaxies dans ce grain de ciel. Presque chaque point y est une galaxie, pas une étoile. Les plus lointaines nous apparaissent telles qu'elles étaient il y a 13 milliards d'années, à peine 400 à 800 millions d'années après le Big Bang. En 2012, une reprise cumulant 23 jours de pose, le Champ extrême (XDF), a repoussé le record à 13,2 milliards d'années. Vous ne verrez jamais rien de tout cela dans un oculaire — mais quand vous pointez le Fourneau, vous regardez dans la direction de la plus profonde image jamais prise de l'Univers.
Hubble Ultra Deep Field — NASA & ESA (domaine public)
Comprendre
Ce que le Fourneau donne, selon votre instrument
Une constellation exigeante : sans hauteur ni ciel noir, elle reste fermée.
Le Fourneau selon votre instrument
Avec quoi
Budget
Ce que vous atteignez
À l'œil nu
—
α Fornacis seule, et encore, très bas sur l'horizon sud
Jumelles 10×50
40 à 90 €
α et β repérées, aucune galaxie ; utile surtout pour cadrer la zone
Télescope 130 mm
180 à 300 €
α Fornacis dédoublée par nuit stable ; NGC 1316 et 1365 en taches faibles sous ciel noir du sud
200 mm+ sous ciel noir
500 € et plus
noyaux de NGC 1316, 1365 et 1097, amorces de barre ; le maximum accessible depuis la France
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Un peu d'histoire
Le fourneau des chimistes des Lumières
1752
Depuis le cap de Bonne-Espérance, l'abbé Nicolas-Louis de Lacaille dessine 14 constellations nouvelles pour le ciel austral. L'une d'elles rend hommage aux sciences : le « Fornax Chemica », le fourneau du chimiste.
Les Lumières
Le nom salue la chimie naissante d'Antoine Lavoisier : le petit fourneau de laboratoire, instrument des expériences de combustion qui fondent la chimie moderne. Une constellation-hommage aux savants, pas aux dieux.
1826
James Dunlop, observant depuis l'Australie, découvre plusieurs des galaxies du Fourneau, dont NGC 1316 et NGC 1365 — sans savoir encore que ce sont des « univers-îles » extérieurs à la Voie lactée.
1845
Sur une suggestion de John Herschel, Francis Baily raccourcit le nom en simple « Fornax » : le Fourneau tel qu'on le nomme aujourd'hui.
1938
Harlow Shapley identifie la galaxie naine du Fourneau, un satellite de notre Voie lactée, sur des plaques prises en Afrique du Sud.
2003–2004
Hubble accumule 11 jours de pose sur une parcelle du Fourneau : le Champ ultra-profond révèle 10 000 galaxies et repousse la vue à 13 milliards d'années.
L'avis de Luc
Dix mille galaxies comptées par Hubble dans un carré de ciel grand comme un dixième de Lune : voilà ce qu'on ne verra jamais et qui justifie pourtant de pointer le Fourneau. Ce qui s'obtient réellement est plus modeste — au 250 mm, NGC 1365 se réduit à un fuseau grisâtre au noyau ponctuel, sans rien de la spirale des photographies. Et la fenêtre est mince : une nuit par an, mi-décembre, depuis un site du sud de la France sans lune, α Fornacis plafonnant à 18° au-dessus de Marseille.
Observer les galaxies Ce qu'un télescope montre vraiment d'une galaxie lointaine, et le ciel qu'il faut pour l'atteindre. Se repérer dans le ciel d'automne La Baleine, l'Éridan, le Sculpteur : comment naviguer dans le ciel austral bas depuis la France. 
Quel diamètre pour le ciel profond ? Pourquoi un 200 mm change tout pour les galaxies faibles, et à partir de quel ciel il devient utile.