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Messier 4

Amas Globulaire M4 (NGC 6121), classe IX, dans le Scorpion

[m4.jpg]
Ascension Droite 16 : 23.6 (h:m)
Déclinaison -26 : 32 (deg:m)
Distance 7.2 (kilo.al)
Magnitude 5.6 (visuelle)
Dimension Apparente 36.0 (min. d'arc)

Découvert par Philippe Loys de Chéseaux en 1746.

M4 est l'un des plus proches amas globulaires. Selon les dernières estimations (on a retenu ici la base de données de W.E. Harris), sa distance ne serait que de 7 200 années-lumière, et serait alors la plus faible pour ce type d'objet. Le seul autre concurrent sérieux est NGC 6397 dans la constellation australe de l'Autel (Ara), mais il semble cependant légèrement plus éloigné, à 7 500 années-lumière. M4 peut être aperçu à l'oeil nu par ciel bien noir, à 1,3 degré à l'Ouest d'Antares, et est bien visible avec l'aide du moindre instrument.

Détail remarquable, M4 présente une structure centrale "barrée", bien visible sur notre photo, s'étendant en gros de légèrement au-dessous de la partie gauche à légèrement au-dessus de la partie droite ; remarquée en premier par William Herschel en 1783, cette barre de 11ème magnitude a une longueur d'environ 2,5 minutes suivant un angle de position de 12 degrés. C'est peut-être cette structure qui a conduit Harlow Shapley à envisager une forme légèrement elliptique (e = 0,9 avec un angle de position de 115 degrés), ce qui n'est pas confirmé par les observations modernes et les photographies.

Ce pourrait être l'un des plus beaux amas globulaires s'il n'était obscurci par de gros nuages de matière sombre interstellaire. Cette absorption tire aussi vers le rouge la lumière colorée venant de l'amas, ce qui lui donne une apparence légèrement orangée ou brunâtre sur les photos en couleur. Son diamètre angulaire, mesuré sur des photographies en haute définition, est supérieur à 36 minutes d'arc, plus que celui de la pleine Lune, ce qui correspond à un diamètre linéaire d'environ 75 années-lumière. Sur des clichés standard il apparaît  sensiblement plus petit, avec 26' et visuellement on l'estime à 14'. Son rayon gravitationnel, qui détermine la distance au-delà de laquelle les forces de marée de la Voie Lactée peuvent permettre aux étoiles de s'échapper, est estimé à 32,49', soit 70 années-lumière. Ainsi, du point de vue gravitationnel, cet amas domine un volume sphérique de 140 années-lumière de diamètre.

M4 est l'un des amas globulaires le plus ouvert (ou le moins concentré) comme l'indique la classe IX de concentration qui lui a été attribuée. La mesure du diamètre de son cœur central a été trouvée égale à 1,66 minute, soit 3,6 années-lumière en linéaire. Son rayon "demi-masse" est de 3,65 minutes (8 années-lumière), de telle sorte que la moitié de sa masse est contenue dans un volume sphérique de 16 années-lumière de diamètre.
Il s'éloigne de nous à la vitesse de 70.4 km/sec et contient au moins 43 étoiles variables connues. La mesure de son indice de couleur donne B - V = 1,03 et son type spectral est donné pour F8.

M4 a été trouvé par de Cheseaux en 1745-46 et enregistré par lui sousle No 19, puis fut inclus dans le catalogue de Lacaille avec la référence Lacaille I.9. Charles Messier, de son côté, l'enregistra le 8 mai 1764 et fut le premier à le résoudre en "un amas de très petites (faibles) étoiles" ; c'est le seul amas qu'il ait pu résoudre avec ses modestes instruments, et c'est aussi le premier amas globulaire à avoir été résolu. Une vingtaine d'années plus tard seulement, William Herschel était capable de résoudre tous les amas globulaires de Messier avec ses grands télescopes.

En 1987 le premier pulsar "milliseconde" a été découvert dans cet amas globulaire. Le pulsar, 1821-24, est une étoile à neutrons en rotation (et pulsation) à raison d'un tour en 3 millisecondes, soit plus de 300 tours par seconde, ce qui est 10 fois plus rapide que le pulsar du Crabe dans M1. Un deuxième pulsar "milliseconde" a été trouvé dans M28 plus tard la même année.

En août 1995, le Télescope Spatial Hubble a photographié des naines blanches dans M4, qui sont parmi les plus vieilles étoiles de notre Voie Lactée. En Juillet 2003, des recherches toujours à l'aide du HST ont conduit à l'identification d'une planète en orbite autour de l'une de ces naines blanches ; elles forment un système triple avec un pulsar nommé PSR B1620-26. Cette planète, de masse 2,5 fois celle de Jupiter, a probablement le même âge que l'amas M4, couramment estimé à 13 milliards d'années environ, soit trois fois l'âge de notre système solaire

M4 peut être trouvé facilement puisqu'il se situe à seulement 1,3 degré à l'Ouest de la brillante Antares (Alpha Scorpii, mag 1.0, type spectral M 1.5 I, légèrement variable), juste au Sud de la ligne joignant Sigma Scorpii (mag 2.9v, spec B2 III). Une tache ronde et diffuse dans des jumelles, devenant une lueur circulaire dans un petit instrument tandis qu'un télescope de 4 pouces (10 cm) résout les plus brillantes étoiles de magnitude 10,8 environ ; la structure barrée mentionnée ci-dessus est évidente et les étoiles résolues apparaissent irrégulièrement distribuées. Des instruments plus puissants laissent voir un halo d'étoiles autour de la partie centrale et brillante de l'amas jusqu'à un diamètre de plus de 16 minutes.

Tout proche, à 50 minutes au NNE, et même plus près d'Antares (seulement 30' au NW), se trouve un plus faible amas globulaire : NGC 6144 (mag 10.4, 3.3' de diamètre) ; pour l'observer il faut sortir Antares du champ sinon il serait absorbé par la luminosité de l'étoile.

  • Historique des Observations and Descriptions de M4
  • Images de M4 par le Télescope Spatial Hubble
  • Autres images de M4
  • Images d'Amateurs

    Nuages de poussières et nébulosités autour de Rho Ophiuchi, proche d'Antares et de M4, provoquant un certain obscurcissement de l'amas.

    Bill Arnett : Description de la "nébuleuse Antares & Rho Ophiuchi" incluant M4 : page photo, page info.

  • La documentation de Marco Castellani sur M4
  • Le catalogue de Christine Clément sur les étoiles variables dans M4
  • La documentation SIMBAD surM4
  • La documentation NED sur M4
  • Publications sur M4 (NASA ADS)
  • Rapports d'observations sur M4 (IAAC Netastrocatalog)
  • Documentation NGC "en ligne" sur M4


    Hartmut Frommert
    Christine Kronberg
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    Dernière Modification : 18 Janvier 2005

    Traduction française
    Bernard Trézéguet
    30/10/98 
    - 16/10/03  -
    19/09/06  -