Une grande spirale des Chiens de chasse, au cœur allumé par un trou noir de quarante millions de soleils. Elle porte deux bras impossibles, faits de gaz chaud et non d'étoiles, et un disque de masers qui a livré l'une des distances de galaxie les mieux mesurées de toute l'astronomie. Voici ce qu'elle est, ce que la science y a lu — et ce que vous en verrez vraiment à l'oculaire.
24
millions d'années-lumière : sa distance, mesurée par ses masers à 6 % près
40
millions de masses solaires pour le trou noir supermassif tapi en son centre
152000
années-lumière de diamètre : une géante plus large que notre Voie lactée
2
bras « anomaux » de gaz chaud, en plus des deux bras d'étoiles, révélés en rayons X
1781
l'année où Pierre Méchain la découvre, près de l'étoile 3 des Chiens de chasse
Ce que c'est
Une grande spirale au cœur encore allumé
M106, c'est NGC 4258 au New General Catalogue, une spirale intermédiaire de type SAB(s)bc — à mi-chemin entre la spirale barrée et la spirale classique. Son disque s'étale sur quelque 150 000 années-lumière, soit environ la moitié plus large que notre Voie lactée, et elle se tient à environ 24 millions d'années-lumière dans les Chiens de chasse. À la magnitude 8,4, c'est l'une des galaxies les plus accessibles du ciel de printemps. Mais ce qui la rend célèbre n'est pas sa lumière : c'est son noyau actif. Au centre, un trou noir supermassif d'environ 40 millions de masses solaires — une dizaine de fois celui qui dort au cœur de notre Galaxie — dévore la matière et fait rayonner le cœur bien au-delà de ce qu'un simple amas d'étoiles produirait. On classe M106 parmi les galaxies de Seyfert de type 2 : un centre suractif, mais dont la source directe reste voilée par la poussière.
M106 — ESA/Webb, NASA & CSA, J. Glenn (CC BY 4.0)
Une spirale qui s'éloigne à 460 km/s
Comme presque toutes les galaxies, M106 s'éloigne de nous : son spectre est décalé vers le rouge d'une vitesse de 461 km/s. Ce n'est pas un mouvement propre au sens strict, mais l'expansion de l'Univers qui l'emporte. Elle domine un petit archipel de galaxies, le groupe de M106, dont elle est de loin la plus vaste et la plus brillante — un peu comme notre Voie lactée règne sur le Groupe local.
Un cœur voilé de poussière
Le « type 2 » de Seyfert n'est pas un détail de nomenclature. Il signifie que le disque de matière qui tourbillonne autour du trou noir nous est présenté presque par la tranche : ses rubans de poussière masquent la région la plus lumineuse, et nous ne voyons du brasier central que la lueur réémise. C'est cette orientation qui fait de M106 un cas d'étude idéal — la même inclinaison qui cache le noyau va, elle, rendre lisible tout ce qui l'entoure.
Une pouponnière d'étoiles dans les bras
Sur les images profondes, les deux bras d'étoiles se dévoilent piquetés de régions HII roses — des nuages d'hydrogène où naissent de nouvelles étoiles — et de jeunes amas bleus. C'est le portrait classique d'une spirale vivante. Rien de tout cela ne se devine à l'oculaire, mais c'est le décor sur lequel se détachent les deux structures qui font l'intérêt scientifique de M106.
L'une des plus faciles du printemps
Là où sa cousine M51 déçoit en ville faute de brillance, M106 concentre sa lumière : sa brillance de surface est élevée, ce qui la rend nette même dans un petit instrument et sous un ciel imparfait. Étalée sur 19′ × 7′ — près des deux tiers d'une pleine lune en longueur — elle offre un fuseau franc à qui sait où pointer. C'est l'une des rares galaxies que je conseille sans hésiter à un débutant.
Particularité rare
Deux bras faits de gaz, pas d'étoiles
Une spirale normale a deux bras d'étoiles. M106 en a quatre. Les deux bras supplémentaires, dits « anomaux », sont introuvables en lumière visible : ils n'apparaissent qu'en rayons X et en ondes radio. Sur cette image composite, ils forment les traînées violettes et bleues qui coupent la galaxie en travers de ses bras d'étoiles — une géométrie qui n'a aucun sens pour une spirale ordinaire.
L'explication tient au trou noir central. Les jets qu'il projette ne filent pas dans le vide : ils raclent le plan de la galaxie, chauffent le gaz qu'ils rencontrent à des millions de degrés et le font briller en X et en radio le long de leur trajet. Ces bras ne sont donc pas des populations d'étoiles mais du gaz surchauffé par l'activité du noyau, un phénomène assez rare pour que M106 en soit l'exemple de référence dans les manuels.
M106 en X (Chandra), optique, infrarouge et radio — NASA/CXC/Univ. Maryland/A.S. Wilson et al. (domaine public)
Un jalon cosmique
Le disque de masers qui a mesuré l'Univers
Un laser naturel dans le disque
Tout près du trou noir, un mince disque de gaz incliné et légèrement gauchi tourne à grande vitesse. Des molécules d'eau y émettent un rayonnement micro-onde amplifié à 22 GHz : un maser, l'équivalent d'un laser mais en ondes radio. M106 abrite l'un des plus puissants « mégamasers » à eau connus, et surtout l'un des mieux placés — vu presque par la tranche, il déroule ses points d'émission le long d'une orbite qu'on peut littéralement cartographier.
Une distance mesurée à la règle
En suivant la rotation de ces masers d'un côté et de l'autre du disque, les radioastronomes ont pu calculer la taille réelle de l'orbite, puis la comparer à sa taille apparente dans le ciel — une simple règle de trois géométrique, sans aucune hypothèse sur la luminosité des étoiles. Dès 1999, cette méthode a donné pour M106 la première distance directe et géométrique jamais obtenue pour une galaxie : environ 7,6 mégaparsecs, soit 24 millions d'années-lumière, connue aujourd'hui à mieux de 6 % près.
L'ancre de l'échelle des distances
Ce chiffre a une portée qui dépasse la galaxie elle-même. La distance des galaxies lointaines repose sur une chaîne de calibrations — les fameuses céphéides, ces étoiles-étalons, puis les supernovae. Or M106 contient des céphéides et une distance géométrique indépendante. Elle sert donc de point d'ancrage pour recaler toute l'échelle : on vérifie sur elle que les céphéides ne mentent pas. C'est un maillon direct du calcul de la constante de Hubble, le taux d'expansion de l'Univers, que des équipes ont encore affiné sur ce disque en 2019.
Pourquoi elle, précisément
Trois conditions rares se rencontrent ici : un trou noir assez massif pour entretenir un disque de gaz brillant, une orientation par la tranche qui étire ce disque en une ligne mesurable, et une proximité suffisante pour en distinguer les détails. M106 est la galaxie où ces trois cases sont cochées le plus nettement. C'est pourquoi une spirale d'aspect assez ordinaire dans un télescope d'amateur est devenue, pour les cosmologistes, un instrument de mesure.
À l'oculaire
Un fuseau franc, des bras réservés aux gros diamètres
Voilà ce qui ressemble à ce que montre un télescope d'amateur : un fuseau allongé, incliné, avec un noyau nettement plus brillant au centre. Dès une lunette de 80 à 100 mm, la galaxie se donne comme une traînée de lumière laiteuse ; sa haute brillance de surface la rend plus facile que la plupart des spirales. Un 200 mm commence à trahir des inégalités dans le halo et une amorce de rubans sombres. Ses bras enroulés restent l'apanage des gros diamètres — 250 à 300 mm et un site sans pollution lumineuse, l'œil légèrement décalé de la cible. Cherchez aussi, dans le même champ, une petite galaxie voisine vue par la tranche : la région en compte plusieurs, dont NGC 4217 et NGC 4248.
M106 en visible — N. A. Sharp, REU / NOIRLab / NSF / AURA (CC BY 4.0)
M106 selon votre instrument, sous un bon ciel
Avec quoi
Ce que vous atteignez
Jumelles 10×50
une petite tache floue allongée près de deux étoiles-repères, sous un ciel de campagne
Lunette 80–100 mm
un fuseau laiteux net avec un noyau franc — l'une des galaxies les plus faciles du printemps
Télescope 150–200 mm
le fuseau étiré, le cœur vif, des nuances dans le halo et l'amorce d'un ruban sombre
250–300 mm, ciel noir
les bras spiraux devinés en vision décalée, et les petites galaxies voisines du champ
Photo, pose longue
les régions HII roses, les amas bleus, et — en X et radio — les bras anomaux qu'aucun œil n'atteindra
Aucune ligne ne correspond au filtre.
Repérer
Entre la Grande Ourse et Cor Caroli, au printemps
Repérez Phecda, au coin de la casserole
Trouvez la Grande Ourse, très haute au printemps. Phecda (γ Ursae Majoris, magnitude 2,4) est l'étoile du coin inférieur du récipient de la casserole, du côté du manche. C'est votre point de départ, brillant et sûr.
Tendez une ligne vers Cor Caroli
Cor Caroli (magnitude 2,9), la seule étoile vive des Chiens de chasse, brille une vingtaine de degrés au sud de la casserole. Imaginez le segment qui la relie à Phecda : M106 se cache presque exactement à mi-chemin.
Affinez avec 3 et 5 des Chiens de chasse
Depuis Phecda, glissez d'environ 5,5° au sud-est jusqu'à l'étoile 5 CVn (magnitude 4,8), puis descendez de 4° : l'étoile 3 CVn (magnitude 5,3) marque la moitié du chemin. M106 se tient à un peu plus de 2° au sud de 3 CVn.
Visez de mars à mai, près du zénith
Aux mois de mars, avril et mai, M106 culmine très haut au-dessus de la France, presque au zénith. On l'observe alors à travers le minimum d'atmosphère, là où les galaxies faibles ressortent le mieux.
M106 — les sept repères de l'observateur
Repère
Valeur
Type d'objet
galaxie spirale SAB(s)bc à noyau actif de Seyfert 2 (mégamaser à eau)
Constellation
Chiens de chasse — entre la Grande Ourse et Cor Caroli
Magnitude
8,4 (haute brillance de surface : facile)
Distance
≈ 24 millions d'années-lumière (7,6 Mpc, mesure géométrique à 6 %)
Taille apparente
19′ × 7′ (près des deux tiers d'une pleine lune en longueur)
Saison
printemps (mars à mai, au plus haut)
Instrument minimal
80–100 mm pour le fuseau ; 250–300 mm et ciel noir pour les bras
Aucune ligne ne correspond au filtre.
En images
La même galaxie, de l'œil au rayon X
Un peu d'histoire
De la « nébuleuse » de Méchain au mètre-étalon cosmique
juillet 1781
Pierre Méchain, l'ami et collaborateur de Charles Messier, découvre l'objet et le décrit comme une nébuleuse proche de l'étoile 3 des Chiens de chasse. Il ne figurera dans le catalogue Messier qu'au XXe siècle, ajouté a posteriori sous le numéro 106.
années 1920
Le débat sur les « nébuleuses spirales » se tranche : ce sont des galaxies extérieures. M106 devient une spirale lointaine parmi d'autres — sa singularité reste encore à découvrir.
années 1960
Les relevés en rayons X et en radio révèlent les deux bras anomaux et le noyau actif : M106 rejoint la famille des galaxies de Seyfert, dont le cœur abrite une source d'énergie hors norme.
1999
En cartographiant le disque de masers à eau autour de son trou noir, les radioastronomes obtiennent la première distance géométrique directe d'une galaxie : un jalon pour toute l'échelle des distances cosmiques.
2019
Une nouvelle campagne sur ce même disque affine la distance à 7,6 mégaparsecs, resserrant l'ancrage de la constante de Hubble — le taux d'expansion de l'Univers.
L'avis de Luc
Voilà la galaxie à sortir quand quelqu'un affirme que « les galaxies, c'est trop dur ». Magnitude 8,4, brillance de surface généreuse : M106 donne un fuseau franc dans une lunette de 100 mm, depuis un jardin de banlieue, une nuit sans lune — et le noyau claque immédiatement. Les bras demandent tout autre chose : un Dobson de 300 mm, quarante kilomètres de route loin des lampadaires, et la vision décalée à 150× pour voir enfin le halo s'enrouler. Ce fuseau gris a par ailleurs servi à mesurer la distance des galaxies mieux qu'aucun autre, ce qui change la façon de le regarder.
Le noyau et le fuseau de M106 se donnent dès une lunette de 100 mm ; ses bras et ses galaxies compagnes attendent un grand diamètre sous ciel noir. Nos recommandations, du petit réfracteur au gros Dobson.
M51, la spirale voisine Dans les mêmes Chiens de chasse, une galaxie de ciel noir où l'on suit les bras dessinés par une collision. 
Observer les galaxies, la technique Pourquoi M106 est facile quand M51 est exigeante : la leçon de la brillance de surface. 
Se repérer au printemps La Grande Ourse, Phecda, Cor Caroli : la porte d'entrée des galaxies de mars à mai.