C'est l'objet le plus lointain que l'œil humain distingue sans instrument : une tache floue, en automne, dont la lumière a voyagé deux millions et demi d'années avant de vous atteindre. Une spirale géante de mille milliards d'étoiles, la grande voisine de la Voie lactée — et celle qui, en 1923, a fait basculer l'échelle de l'Univers. Voici ce que vous en verrez vraiment, et pourquoi la photo montre ce que l'oculaire cache.
2500000
années-lumière : l'objet le plus lointain qu'on distingue à l'œil nu
1000
milliards d'étoiles — deux à cinq fois la population de la Voie lactée
3
de magnitude : une tache floue dans Andromède, sous un ciel de campagne
6
fois la largeur de la pleine Lune, si l'on pouvait voir toute son extension
4
milliards d'années avant sa fusion avec notre propre Galaxie
Ce que c'est
Une autre galaxie, la plus proche des grandes
Andromède, c'est M31 au catalogue de Messier, NGC 224 au New General Catalogue. Sous ces numéros se cache un objet d'une autre nature que tout le reste du ciel visible à l'œil nu : non pas une étoile, ni un amas, ni un nuage de gaz de notre Galaxie, mais une galaxie spirale entière, extérieure à la nôtre. Une roue d'environ mille milliards d'étoiles — deux à cinq fois la population de la Voie lactée — vue presque par la tranche, inclinée de quelque 13° seulement sur notre ligne de visée. Sa lumière met 2,5 millions d'années à nous parvenir : vous la regardez telle qu'elle était quand nos ancêtres taillaient leurs premiers outils.
M31, M32 et M110 — Sergio Díaz-Ruiz (CC BY-SA 4.0)
Une spirale géante, plus étalée que la nôtre
Andromède est classée SA(s)b : une spirale à bras enroulés autour d'un gros bulbe central d'étoiles âgées, jaune-orangé. Son disque s'étend sur près de 152 000 années-lumière, et jusqu'à 200 000 si l'on inclut ses extensions les plus ténues — sensiblement plus large que la Voie lactée. Sa masse totale, halo de matière noire compris, avoisine 1,5 × 10¹² masses solaires, du même ordre que la nôtre. C'est la pièce maîtresse du Groupe local, la trentaine de galaxies liées par la gravité dont fait aussi partie la Voie lactée.
M32 et M110, deux satellites à portée de télescope
Andromède n'est pas seule sur les photos : deux petites galaxies l'accompagnent. M32 (NGC 221) est une elliptique compacte, une boule d'étoiles serrée collée au flanc du disque — sans doute le reliquat d'une galaxie plus grande qu'Andromède a dépouillée. M110 (NGC 205) est une elliptique naine, plus étalée et diffuse, posée de l'autre côté. Toutes deux sont visibles dans un petit télescope, la première franche et ronde, la seconde plus fantomatique.
Un cœur double et un trou noir géant
Au centre du bulbe, Hubble a découvert en 1993 une surprise : le noyau est double, deux pics de lumière (baptisés P1 et P2) qui trahissent un disque d'étoiles en orbite excentrique. Tapi au fond se cache un trou noir supermassif d'environ 140 millions de masses solaires — une trentaine de fois plus lourd que celui de la Voie lactée. Andromède est aussi bien plus riche en amas globulaires : on en compte quelque 460 dans son halo, contre environ 150 autour de nous.
Une adresse : la constellation d'Andromède
M31 se trouve dans la constellation d'Andromède, à la déclinaison +41° — assez au nord pour rester haute dans le ciel depuis la France, et pratiquement circumpolaire au-dessus de Lille. La galaxie n'a rien à voir avec les étoiles de cette figure : elles sont à quelques centaines d'années-lumière, elle à deux millions et demi. La constellation n'est que le panneau indicateur qui vous mène jusqu'à elle.
La famille
Andromède et ses deux compagnes
Le même champ, décomposé : la spirale géante, puis les deux satellites qu'on débusque à côté d'elle dans un télescope de 150 mm.
Le moment qui a tout changé
1923 : l'année où l'Univers a grandi d'un coup
Au début des années 1920, personne ne savait ce qu'était Andromède. Le 26 avril 1920, deux astronomes s'affrontaient publiquement à Washington — le fameux Grand Débat. Harlow Shapley soutenait que les « nébuleuses spirales » étaient de petits nuages dans notre Voie lactée, seule et unique galaxie de l'Univers. Heber Curtis y voyait au contraire des « univers-îles » lointains, d'autres galaxies comme la nôtre. Faute de mesurer leur distance, on ne pouvait pas trancher.
La réponse est tombée le 6 octobre 1923. Sur une plaque prise au télescope de 2,5 m du mont Wilson, Edwin Hubble repère dans Andromède une étoile qu'il croit d'abord une nova ; en comparant les clichés, il comprend qu'elle pulse régulièrement. C'est une Céphéide — une étoile dont la période donne la luminosité vraie, donc la distance. Sur la plaque, il barre le « N » de nova et écrit à la main, triomphant : « VAR ! ». Le calcul le sidère : l'objet est bien trop loin pour tenir dans la Voie lactée. Andromède est une autre galaxie. Annoncée en 1925, la découverte fait exploser la taille connue de l'Univers — et Curtis avait raison.
La plaque « VAR ! » de Hubble (1923) et la même étoile par Hubble Space Telescope — NASA, ESA, Z. Levay (STScI) ; fond : R. Gendler (CC BY 4.0)
964
L'astronome persan Abd al-Rahman al-Sufi décrit dans son Livre des étoiles fixes un « petit nuage » à l'emplacement d'Andromède : la première mention écrite connue de la galaxie.
1612
Simon Marius est le premier à l'observer à la lunette astronomique et à en donner une description télescopique, la comparant à la lueur d'une bougie à travers de la corne.
1764
Charles Messier l'inscrit comme 31ᵉ objet de son catalogue de « faux comètes », avec un dessin détaillé — le nom M31 lui reste.
1887
Isaac Roberts en réalise la première photographie en pose longue et y devine, le premier, une structure spirale.
1923 & 1925
Hubble découvre une Céphéide dans M31, mesure sa distance et prouve qu'il s'agit d'une galaxie extérieure ; l'annonce de 1925 clôt le Grand Débat et fonde la cosmologie moderne.
À l'oculaire
Ce que vous verrez vraiment — et ce que vous ne verrez jamais
M31 selon votre instrument
Avec quoi
Ce que vous atteignez
À l'œil nu
une tache floue allongée en automne, sous un ciel sans lune loin des villes
Jumelles 10×50
un fuseau lumineux net, cœur brillant fondu dans un halo ovale
Télescope 100–150 mm
le bulbe éclatant, l'ébauche d'une bande sombre, M32 franche et M110 diffuse dans le champ
200–300 mm, ciel noir
deux bandes de poussière détachées le long du disque, le fuseau qui déborde du champ
Photo, pose longue
les bras spiraux, les couleurs, les nébuleuses roses — tout ce que l'œil ne voit jamais
Aucune ligne ne correspond au filtre.
Repérer
Du Carré de Pégase à la tache d'Andromède
Andromède se repère par sauts d'étoiles depuis le grand Carré de Pégase, le losange qui domine le ciel du sud-est en soirée d'automne. Le coin nord-est du Carré, l'étoile Alphératz, appartient déjà à Andromède : de là part une double chaîne d'étoiles vers le nord-est. On la remonte jusqu'à Mirach (β Andromède), puis on bifurque vers deux étoiles plus faibles, μ et ν Andromède — et juste au-dessus, la tache est là.
Carte : IAU / Sky & Telescope (CC BY 4.0)
Trouvez le Carré de Pégase
En automne, plein sud-est en soirée, quatre étoiles dessinent un vaste carré incliné. C'est le repère le plus sûr de la saison, visible même depuis une ville moyenne.
Partez d'Alphératz, le coin nord-est
Le coin supérieur gauche du Carré est Alphératz — première étoile d'Andromède. De là, deux rangées d'étoiles s'éloignent en éventail vers le nord-est.
Sautez à Mirach, puis à μ et ν
Remontez la rangée supérieure jusqu'à Mirach (β), bien visible. Deux petits sauts vers le nord-ouest, par μ puis ν Andromède, vous amènent au bon carré de ciel.
Confirmez la tache, à l'œil nu ou aux jumelles
Juste au-delà de ν, une petite lueur ovale et floue apparaît : c'est M31. Aux jumelles, elle prend nettement sa forme de fuseau. Visez d'août à décembre, quand Andromède passe haut au sud.
M31 — carte d'identité
Repère
Valeur
Type d'objet
galaxie spirale géante (type SA(s)b), la plus proche des grandes galaxies
Constellation
Andromède — entre le Carré de Pégase et Cassiopée
Magnitude
≈ 3,4 (visible à l'œil nu sous un ciel noir)
Distance
≈ 2,5 millions d'années-lumière (778 kpc)
Taille apparente
≈ 3° × 1° (190′ × 60′), soit environ six pleines lunes de long
Saison
automne (visible d'août à décembre, idéal : sept.–nov.)
Instrument minimal
aucun — l'œil nu suffit à la repérer
Aucune ligne ne correspond au filtre.
Dans un futur lointain
Andromède fonce vers nous
Une galaxie qui se rapproche, fait rare
La quasi-totalité des galaxies s'éloignent de nous, emportées par l'expansion de l'Univers. Andromède fait exception : son spectre est décalé vers le bleu, signe qu'elle fonce dans notre direction à environ 300 km/s par rapport au Soleil, et près de 110 km/s par rapport au centre de la Voie lactée. La gravité l'emporte ici sur l'expansion : les deux géantes du Groupe local sont attirées l'une vers l'autre.
Rendez-vous dans 4,5 milliards d'années
Les modèles situent la première rencontre dans environ 4,5 milliards d'années. Les deux disques se traverseront, se déchireront en longs filaments d'étoiles, se croiseront encore, avant de fusionner en une seule galaxie elliptique — que les astronomes ont surnommée « Lactomède » (ou Milkomeda). Les étoiles, elles, ne se heurteront presque pas : elles sont si espacées que les deux galaxies se traversent comme deux nuées.
Un ciel bouleversé, mais pas de catastrophe
Vu de la Terre — si elle existe encore, le Soleil étant alors proche de sa fin —, le spectacle serait inouï : Andromède grossirait jusqu'à emplir une large part du ciel avant de se disloquer en arches lumineuses. Aucune étoile ne percuterait le Soleil ; c'est la géométrie du ciel nocturne qui serait refaite, sur des centaines de millions d'années.
Ce que vous regardez, ce soir
Rien de tout cela ne change ce que montre l'oculaire aujourd'hui : une lueur patiente, immobile à l'échelle humaine. Mais la savoir en route vers nous donne à cette tache floue une autre épaisseur. Vous ne regardez pas un décor figé — vous regardez le partenaire d'une collision déjà commencée, à 2,5 millions d'années-lumière et pas un mètre de plus chaque seconde qui passe.
L'avis de Luc
« Cette lueur est partie il y a deux millions et demi d'années » : la phrase se prépare, parce qu'elle tombe au moment exact où la tache apparaît à l'œil nu — une nuit d'octobre sans lune, à trente kilomètres des lampadaires, en partant de Pégase et en remontant jusqu'à Mirach. Aux jumelles 10×50, le fuseau se dessine net. Une mise en garde évite la déception au télescope : à 150 mm, on montre le bulbe et les deux satellites, M32 collée au bord et M110 plus vaporeuse. Les bras attendront l'appareil photo.
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