C'est l'un des amas les plus concentrés du ciel : un demi-million de vieilles étoiles dont le centre s'est effondré en un noyau minuscule et éblouissant. Aux jumelles, une petite tache ronde au cœur marqué ; dès 150 mm, les bords se piquent d'étoiles mais le noyau reste un point compact. Il cache aussi une nébuleuse planétaire, Pease 1 — l'un des rares défis de ce genre au monde. Voici comment le trouver près d'Enif, ce que chaque diamètre montre, et pourquoi son cœur intrigue les astronomes.
33600
années-lumière : la distance de l'amas dans le halo de la Galaxie
175
années-lumière : le diamètre réel de la boule d'étoiles
100000
étoiles recensées, peut-être un demi-million en comptant les plus faibles
112
étoiles variables cataloguées — un des plus forts totaux connus
12 ≈
milliards d'années : l'âge de ce fossile de l'Univers jeune
Ce que c'est
Un des amas les plus denses du ciel boréal
M15, c'est NGC 7078 au New General Catalogue : un amas globulaire, c'est-à-dire un essaim sphérique de plusieurs centaines de milliers de vieilles étoiles soudées par leur propre gravité. On y compte plus de 100 000 astres recensés, sans doute un demi-million en incluant les plus faibles, serrés dans une boule de 175 années-lumière de diamètre. L'ensemble pèse quelque 560 000 masses solaires et se tient à environ 33 600 années-lumière — les mesures les plus récentes le repoussent à près de 35 700 années-lumière —, loin au-dessus du disque de la Voie lactée.
M15 — T. A. Rector (Univ. Alaska Anchorage) & H. Schweiker / WIYN / NOIRLab (CC BY 4.0)
Une concentration hors norme
Tous les globulaires ne se ressemblent pas. Sur l'échelle de concentration de Shapley-Sawyer, qui va de I (le plus tassé) à XII (le plus lâche), M15 décroche la classe IV : c'est un des amas les plus concentrés qu'on puisse pointer depuis nos latitudes. Cette compacité est sa marque de fabrique — là où d'autres amas s'étalent en douceur, celui-ci ramasse presque toute sa lumière dans un noyau minuscule et intense.
Un fossile de l'Univers jeune
Ses étoiles ne se forment plus : elles sont nées ensemble il y a 12 à 12,5 milliards d'années, quand la Galaxie se constituait à peine. Ce sont des astres de population II, extrêmement pauvres en métaux — la teneur en fer y tombe à environ 1 % de celle du Soleil (métallicité [Fe/H] ≈ −2,37). Regarder M15, c'est contempler un survivant de l'aube cosmique, plus vieux que le Soleil de plusieurs milliards d'années.
Un vivier d'astres exotiques
La densité de M15 en fait un laboratoire. On y a répertorié 112 étoiles variables, l'un des plus forts totaux de tout le catalogue, dont une majorité de RR Lyrae qui servent à jauger la distance. S'y ajoutent huit pulsars — des étoiles à neutrons en rotation rapide — parmi lesquels le premier système double d'étoiles à neutrons jamais trouvé dans un amas, M15-C. Deux sources de rayons X, M15 X-1 et X-2, y trahissent de la matière tombant sur des astres compacts.
Une adresse basse et automnale
M15 loge dans Pégase, le cheval ailé de l'automne, à la déclinaison +12° seulement. Depuis la France, il culmine à environ 55° au-dessus de l'horizon sud — plus bas que les grands globulaires d'été, mais très confortable. Ses coordonnées, ascension droite 21h 30m et déclinaison +12° 10′, le placent en plein dans les nuits d'août à octobre.
Le cœur effondré
Un noyau qui s'est écroulé sur lui-même
M15 fait partie du club restreint des globulaires à cœur effondré (« core collapse »). Avec l'âge, les étoiles les plus massives migrent vers le centre et l'y compriment, jusqu'à ce que le noyau s'écroule en une pointe de densité vertigineuse. Le cœur de M15 est l'un des plus denses connus : les étoiles y sont tassées au point que le télescope spatial Hubble a dû s'y reprendre pour les séparer une à une.
Que se cache-t-il tout au centre ? Le débat reste ouvert. La distribution des vitesses stellaires suggère une masse invisible d'environ 4 000 masses solaires concentrée dans la pointe : peut-être un trou noir de masse intermédiaire, chaînon manquant entre les trous noirs stellaires et les géants des noyaux de galaxies — ou simplement un amas serré d'étoiles à neutrons. M15 est l'un des rares endroits du ciel où l'on peut débattre d'un tel objet dans un télescope d'amateur.
Cœur de M15 par Hubble — NASA / ESA / STScI (domaine public)
La perle cachée
Pease 1, une nébuleuse planétaire dans un amas globulaire
Une rareté absolue
En 1928, l'astronome Francis G. Pease repère au sein de M15 une petite bulle de gaz : une nébuleuse planétaire, la coquille éjectée par une étoile mourante. Baptisée Pease 1 (ou Kustner 648), elle fut la première jamais découverte dans un amas globulaire. Depuis, on n'en connaît qu'une poignée d'autres dans toute la Voie lactée : trouver une étoile pile au bon stade de sa mort, dans une population aussi vieille, tient presque du hasard cosmique.
Un défi pour experts
Voir Pease 1 est l'un des grands trophées de l'observation. La nébuleuse ne mesure que 3″ et brille à la magnitude 15,5 — perdue dans le champ le plus dense de l'amas. Il faut au moins un 300 mm, un ciel de montagne, un filtre OIII pour éteindre les étoiles et laisser ressortir le gaz, et la technique du « blink » : intercaler le filtre devant l'oculaire fait clignoter la nébuleuse quand tout le reste s'éteint. Sans carte de champ précise, inutile d'essayer.
À l'oculaire
Ce que vous verrez vraiment, instrument par instrument
M15 selon votre instrument
Avec quoi
Ce que vous atteignez
À l'œil nu
sous un ciel noir, une très faible étoile floue en vision décalée, à la limite du perceptible
Jumelles 10×50
une petite tache ronde et cotonneuse, au centre nettement marqué, comme une étoile qu'on aurait soufflée
Télescope 80–100 mm
à 40×, un disque uniforme au noyau vif ; au-delà de 100×, les tout premiers grains apparaissent au bord
150 mm
le halo se piquette d'étoiles jusqu'à la magnitude 12,6, mais le cœur reste un point compact impossible à séparer
200 mm
une belle boule granuleuse à noyau dense et brillant ; la magnitude de surface élevée encaisse le fort grossissement
250–300 mm
des étoiles sur presque tout le disque, un effet de relief saisissant, et la quête de Pease 1 au filtre OIII
Aucune ligne ne correspond au filtre.
Comprendre
De l'oculaire au regard de Hubble
Faites glisser le curseur : à gauche, l'amas tel qu'un bon télescope amateur le rend. À droite, ce que Hubble sépare, jusqu'aux couleurs des étoiles.
M15 : vue amateur puis résolution de Hubble — image de gauche : Mpyat2 (CC BY 4.0, Wikimedia Commons) ; image de droite : NASA, ESA (CC BY 4.0, ESA/Hubble heic1321a)
Repérer
À quatre degrés du nez du cheval
M15 est l'un des globulaires les plus faciles à pointer, car il s'accroche à une étoile vive. Repérez Enif (ε Pegasi, magnitude 2,4), la supergéante orangée qui marque le nez de Pégase, à l'écart du Grand Carré. Prolongez la ligne qui va de θ (thêta) à Enif d'environ un tiers de sa longueur au-delà : à 4° au nord-ouest d'Enif, un léger flou trahit l'amas, au sommet d'un petit triangle d'étoiles de 6ᵉ, 7ᵉ et 8ᵉ magnitude qui sert de repère final.
Carte : IAU / Sky & Telescope (CC BY 3.0)
Trouvez le Grand Carré de Pégase
En automne, quatre étoiles moyennes dessinent un vaste losange haut dans le ciel du sud : le corps du cheval ailé. C'est le point de départ de toute la région.
Suivez le cou jusqu'à Enif
Depuis l'angle sud-ouest du Carré (Markab), remontez la chaîne d'étoiles du cou. Elle mène à Enif, une étoile orangée nettement isolée : c'est le museau de Pégase, et votre balise.
Prolongez la ligne θ–Enif de 4°
Enif et θ Pegasi forment un petit segment. Prolongez-le vers le nord-ouest d'environ quatre largeurs de doigt à bout de bras : le chercheur y montre une tache ronde et floue, bien distincte des étoiles ponctuelles.
Visez d'août à octobre, au sud
M15 culmine vers 55° de hauteur au méridien depuis la France. Attendez qu'il passe au plus haut, en début de nuit à l'automne, pour l'observer à travers le minimum d'atmosphère.
M15 — carte d'identité
Repère
Valeur
Type d'objet
amas globulaire (NGC 7078), à cœur effondré
Constellation
Pégase — à 4° au nord-ouest d'Enif
Magnitude
6,2 (à la limite de l'œil nu sous ciel noir)
Distance
≈ 33 600 années-lumière (jusqu'à 35 700 selon les mesures)
Taille apparente
18′ au total, un noyau brillant d'environ 8′
Saison
automne — d'août à octobre, culminant à ~55°
Instrument minimal
jumelles pour le repérer, 150 mm pour piquer les bords en étoiles
Aucune ligne ne correspond au filtre.
Un peu d'histoire
De Maraldi au trou noir présumé
1746
L'astronome italien Jean-Dominique Maraldi découvre l'amas en cherchant une comète depuis Paris. Il le décrit comme une « nébuleuse assez brillante, composée de plusieurs étoiles » — sans pouvoir les séparer nettement.
1764
Charles Messier l'observe le 3 juin et l'inscrit comme 15ᵉ objet de son catalogue. Il n'y voit qu'une nébuleuse ronde, « sans étoiles », qu'il note pour ne plus la confondre avec une comète.
1928
Francis G. Pease repère au cœur de l'amas une minuscule nébuleuse planétaire, Pease 1 : la première jamais trouvée dans un globulaire, et longtemps la seule connue.
2002
L'analyse par Hubble des vitesses stellaires au centre relance le débat : une masse d'environ 4 000 soleils y est peut-être tapie, sous forme d'un trou noir de masse intermédiaire ou d'un nid d'astres compacts.
L'avis de Luc
Un cœur effondré, observable en direct : même à 180× dans un 250 mm, le halo de M15 éclate en poussière d'étoiles tandis que le centre reste un point dur qu'on ne casse pas. Aucun autre globulaire accessible ne montre cela aussi nettement. Le repérage prend quelques secondes — partir d'Enif, prolonger la ligne — et l'objet remplace idéalement M13 en automne, quand celui-ci est déjà couché. Pease 1 relève d'un autre monde : filtre OIII, clignotement, une nuit sans lune à 1 500 m, et rien à espérer sous 300 mm.
