Cartographie des galaxies spirales

Fig 2 : la grande galaxie Messier 83 observée par ISOCAM dans le filtre LW2 centré sur la longueur d'onde de 6.75 microns. Chaque pixel a un champ de vue de 6 secondes d'arc. Pour cartogtaphier la galaxie dans son ensemble, ISOCAM a été utilisée dans son mode mosaïque.
A la longueur d'onde utilisée, on observe principalement l'émission de petites particules, vraisemblablement à base de "cycles aromatiques". L'émission est évidemment plus intense le long des bras spiraux, bien visibles dans cette image, où se concentrent les régions de formation stellaire. (625x689 75k)

La caméra a pointé son objectif sur MESSIER 83, éloignée de plusieurs millions d'années-lumière de la Terre. Cette galaxie a une particularité : sa forme en spirale avec deux bras articulés autour d'un noyau central, très lumineux.

Fig 3a : image à 15 microns du coeur de la galaxie des Antennes. La région la plus brillante correspond à l'endroit où les deux disques galactiques se percutent. (390x285 18k)

ISOCAM a permis de repérer, avec plus de précision, la source de ces émissions. Elles sont toutes situées dans les bras de la galaxie, les taches lumineuses signalant des zones de formation intense d'étoiles (Figure 2). Le même phénomène avait déjà été observé précédemment dans Messier 51 (galaxie des chiens de chasse). Cette relation établie entre émission IR à 15 microns et formation d'étoiles apparaît encore plus évidente lorsqu'on observe des galaxies a "flambée de formation stellaire" comme les galaxies en interaction.

Dès sa phase de vérification des performances instrumentales, ISOCAM avait cartographié en détail le système dit "des Antennes" : une paire de galaxies spirales sur le point de fusionner. Ce nom (Antennes) vient du fait qu'une partie du contenu stellaire et gazeux des galaxies spirales a été projetée par effet de marée dans l'espace intergalactique en deux fins pinceaux qui semblent émaner de l'obiet. II est surprenant d'observer qu'à 15 microns, une région se distingue par sa brillance (Figure 3a) et que cette région n'est pas l'un des deux noyaux des galaxies spirales, alors que l'on pourrait s'attendre à ce que l'interaction fasse "plonger" du gaz vers les noyaux.

Fig 3b : image du coeur de la galaxie des Antennes. Une image composite en deux couleurs où l'émission à 15 microns est codée en rouge et l'émission à 6.75 microns est codée en bleu. On voit nettement que la région brillante de l'image (a) a des propriétés très différentes du reste de la galaxie. II s'agit d'une région de flambée de formation stellaire enfouie dans un profond nuage de poussière. (390x285 18k)

Observées en spectre-imagerie avec ISOCAM, les "Antennes" ont révélé que cette région brillante correspondait au site de flambée stellaire le plus intense du système. Cet excès de brillance est visible sur la carte composite d'ISOCAM, codée en 2 couleurs (Figure 3b).

Par ailleurs, grâce au spectre transmis par ISOCAM, ce sursaut de formation stellaire a pu être daté : il est âgé de 25 à 35 millions d'années et les étoiles qui le composent ont une température voisine de 40 000 K.

Toutefois, une question subsiste : les régions de formation stellaire intense sont-elles seules a chauffer la poussière détectée ou des étoiles plus anciennes, situées dans le disque, y contribuent-elles ?