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Messier 102

Un article sur la controverse par Hartmut Frommert 

      102. Nébuleuse entre les étoiles Omicron du Bouvier et Iota du Dragon :
          "elle est très faible ; près d'elle est une étoile de la sixième grandeur".
		      (Messier, dans la Connaissance des Temps pour 1784, P.267).
Charles Messier compila son "Catalogue des Nébuleuses et Amas d'Etoiles" durant les années 1758 à 1781 (ou 1782 si l'on compte les dernières additions par son collègue Pierre Méchain, qui sont contenues dans les versions les plus modernes du catalogue). Contrairement à des observateurs plus anciens ou contemporains qui avaient un grand nombre d'erreurs (ou d'objets inexistants) dans leurs listes, les références du catalogue de Messier correspondent à des objets astronomiques réels dans tous les cas, avec peut-être une exception, son numéro 102 (des erreurs de position concernaient 3 autres objets, M47, M48, et M91, mais elles ont pu être rétablies par la suite).

Pour cette nébuleuse (M102), Messier donne la description ci-dessus, telle qu'elle lui fut communiquée "par M.Méchain, que M.Messier n'a pas encore vue", et fit de même pour M101 et M103. Il ne donne pas de position pour M102 (et M103) dans la version publiée (bien qu'il ait ajouté ces positions à la main sur son exemplaire personnel, voir plus bas).

Environ deux ans après, la position fut portée et publiée, mais Pierre Méchain démentit cette découverte et déclara que l'observation était une erreur, une double observation de M101, et une erreur de position de Messier. Dans une lettre à Bernoulli, datée du 6 mai 1783, il écrivait :

A la page 267 de la ``Connaissance des Temps pour 1784'' M.Messier porte sous le No.102 une nébuleuse que j'ai découverte entre Omicron du Bouvier et Iota du Dragon : ceci est une erreur. Cette nébuleuse est la même que la précédente No.101. Dans la liste de mes étoiles nébuleuses que je lui ai communiquée, M.Messier fut trompé par une erreur sur la carte des étoiles.

Cette référence est restée longtemps méconnue puisqu'elle n'a été reprise qu'en 1947/48 par Helen Sawyer et c'est d'ailleurs à partir de cette lettre qu'elle ajouta les objets M105 à M107 au Catalogue de Messier actuel [Sawyer Hogg 1947, Sawyer 1948].

Kenneth Glyn Jones [Glyn Jones 1991], et plus catégorique encore, Owen Gingerich, dans une contribution à Sky & Telescope [Gingerich 1960] (reprise dans l'Album Messier de Mallas & Kreimer 1978) considèrent cette question comme réglée, à savoir que M102 est un doublon de M101. On pourrait facilement adopter cette conclusion, puisque le découvreur lui-même admit la faute en démentant la découverte.

Cependant, il reste quelques doutes et des arguments qui laissent encore place à d'autres possibilités, comme l'admet d'ailleurs Kenneth Glyn Jones. D'abord, aussi bien Méchain que Messier étaient des observateurs très sérieux, et ceci est confirmé par le fait que M102 soit le seul "non-objet" du catalogue, avec seulement 3 autres objets présentant une erreur de position. Aussi, en reprenant la description de M101 :

1781. Mars 27, 101, 13h 43m 28s, +55° 24' 25", Diam. 7'.
Nébuleuse sans étoile, très obscure et fort large, de 6 à 7 minutes de diamètre, entre la main gauche du Bouvier & la queue de la Grande Ourse. On a peine à la distinguer en éclairant les fils.
il n'est pas forcément évident que ceci soit le même objet que M102, à partir de la description ci-dessus. De plus, la "rétractation" de Méchain a eu lieu plus de 2 ans après la "découverte", laissant forcément place aux spéculations, et enfin elle ne fut jamais publiée dans la Connaissance des Temps, où le catalogue de Messier et ses suppléments ont été édités à l'origine, bien que les deux astronomes fussent éditeurs associés de cette publication périodique : Messier en 1785 et Méchain en 1786.

Qui plus est, Messier avait ajouté à la main sur son exemplaire personnel une position pour M102 , que Owen Gingerich et Kenneth Glyn Jones ont déclaré être erronée "parce qu'il n'y a là aucun objet évident". Mais comme Messier était, cela est certain, un observateur consciencieux, il est probable qu'il a vu "quelque chose", mais peut-être a-t-il commis une nouvelle erreur de réduction. La question se pose de savoir s'il s'agissait d'un autre objet, ou bien de l'un des candidats dont on parlera plus loin, d'une comète, ou même de quelque chose de tout à fait différent ? Nous reviendrons sur cette question plus tard, car elle laisse entrevoir une très intéressante possibilité.

Finalement, il y a au moins deux candidats, le plus probable étant NGC 5866, proche de la position donnée par Méchain ; si l'on n'avait pas eu connaissance de la lettre mentionnée ci-dessus, les astronomes d'aujourd'hui considéreraient très probablement qu'il s'agit bien de l'objet observé !

Pour avancer concrètement, remarquons que Omicron du Bouvier est à environ 40 degrés au Sud de Iota du Dragon, de sorte que (au moins) l'un des deux est une erreur ; l'Amiral Smyth dans son catalogue 'Bedford' suggère qu'on peut évidemment lire"Thêta"au lieu de "Omicron"du Bouvier. L'autre possibilité serait, selon J.L.E. Dreyer dans Notes and Corrections to the NGC, que Iota du Dragon soit une méprise, indiquée au lieu de Iota du Serpent ; alors M102 serait située près de la position de la faible galaxie NGC 5928 (Asc:15h23,9m, Dec:+18°15' (1950)).

Cependant, la proposition de Dreyer concernant NGC 5928 peut être écartée avec certitude pour la raison évidente qu'il s'agit d'une galaxie de 14ème magnitude seulement, selon le RNGC (1973), de sorte que Messier et Méchain pouvaient à peine la voir avec leur matériel, même dans d'excellentes conditions d'observation. Nous pouvons aussi exclure l'hypothèse de Dreyer selon laquelle Iota du Dragon aurait été confondue avec Iota du Serpent, puisqu'il n'y a pas suffisamment d'objets brillants dans cette région du ciel, et nous restons donc avec la possibilité avancée par Smyth, que Omicron du Bouvier ait été prise pour Thêta.

Entre ces étoiles, situées à environ 3 degrés au SW de Iota du Dragon, se trouve un petit groupe de galaxies, dont une bien brillante pourrait être envisagée comme candidate à M102:

La candidate la plus probable est donc NGC 5866, comme Camille Flammarion (1917), qui avait acquis les copies personnelles de Messier ainsi que ses notes d'observation, l'avait suggéré en premier, puis Harlow Shapley et Helen Davis dans leur article 'The Messier Catalog" publié par le PASP Vol. 29, et repris ensuite dans The Observatory Vol. 41, (selon Glyn Jones).

Un autre raisonnement aboutit aussi à faire de l'objet NGC 5866 un bon candidat pour M102 :
Imaginons que vous vouliez trouver NGC 5866 avec un télescope, comment allez-vous procéder ? On peut chercher les étoiles Iota du Dragon et Thêta du Bouvier et à partir de là localiser l'étoile de magnitude 5,25 GC 20332 (= HD 134190, SAO 29407) qui se trouve à un peu plus de 1 degré au Sud avec presque exactement la même Ascension Droite. Cette étoile est une des 5 comprises dans la région rectangulaire limitée par les coordonnées en Asc et Dec de ces deux étoiles et listées dans le catalogue de Becvar des étoiles plus brillantes que la magnitude 6,25 : 

                        Asc (1950.0)  Dec (1950) mag
       23 Theta Boo     14h23m48.8s  +52°04'52" 4.06
       GC 19627            30 56.9    55 37 03  5.99
       GC 19666            32 45.2    57 17 12  6.25
       GC 19742            36 40.0    54 14 19  5.52
     * GC 20332         15 04 59.9    54 44 53  5.21
       GC 20641            18 36.8    52 08 16  5.52
       12 Iota Dra      15 23 48.8    59 08 26  3.47
(NGC 5866 a pour coordonnées: Asc 15h05,1m, Dec +55°57' en 1950.0). Une sous-estimation de magnitude, en prenant 6 au lieu de 5,25, ne donne finalement pas une valeur trop éloignée, de sorte que l'étoile de 6ème magnitude dans la description de Messier pourrait être GC 20332. Cela correspond bien avec la galaxie lenticulaire de 10ème magnitude visuelle, et il apparaît probable que Méchain voulait décrire un chemin vers son objet nouvellement "découvert". Une autre possibilité, quoique sans doute moins probable, serait que l'étoile mentionnée soit celle de magnitude 6,8 HD 133666 (SAO 29393) située à seulement 0,4 degré au NW de NGC 5866. La bonne concordance de la description de Méchain avec cette galaxie laisse penser qu'elle pourrait bien être l'objet qu'il avait vu lors de la découverte.

Cependant, comme Méchain s'est rétracté, on peut en rester à ce point de vue, à savoir que la découverte était fausse et sans doute, comme il le dit, un doublon de M101. Don Machholz l'admet aussi, il se peut que sa déclaration soit correcte, et reste seulement alors le puzzle de la position manuscrite de Messier.

Pour moi, auteur de cet article, le mystère s'est un peu éclairci quand le Dr. Don Greeley m'a communiqué les coordonnées ajoutées à la main par Messier sur son exemplaire personnel du catalogue publié dans la Connaissance des Temps pour 1784. Il fait remarquer que:

Les positions manuscrites dans le catalogue de Messier sont très ternies et difficiles à interpréter. Il a été nécessaire de pousser le contraste de la photocopie au point que l'on voyait apparaître les caractères au verso. J'ai fait une diapositive de la page qui, une fois projetée sur un mur blanc, a montré que M102 avait une Ascension Droite de "14.40" et une Déclinaison de "56". M103 a été beaucoup plus difficile à lire, mais les valeurs sont probablement "1.20" en Ascension Droite et "61" en Déclinaison. Maintenant ces valeurs doivent être corrigées de la précession pour les porter sur des cartes modernes.
La précision des valeurs données par Messier est évidemment révélée par les décimales approximatives, mais pour les considérations suivantes je les supposerai plus précises qu'elles ne le sont réellement. Quand on tient compte de la précession pour actualiser les chiffres, on n'est que peu surpris de trouver pour M103 :
Asc = 1:34.6, Dec = +62.1 (2000.0)

proche (à un peu plus de 1 degré Nord et très peu Est) de la position correcte de cet amas, soit :

Asc = 1:33.1, Dec = +60.7.

La position de Messier pour M102 devient :

Asc = 14:46.5, Dec = +55.1 (2000.0).

Confirmant les dires de Owen Gingerich et Kenneth Glyn Jones, il n'y a réellement aucun objet marquant à proximité de cette position dans le ciel. Il est cependant intéressant de remarquer qu'elle est située entre les étoiles Iota du Dragon et Thêta du Bouvier (ainsi, dans la description, le "Omicron" au moins serait une erreur typographique). En y regardant de plus près, on trouve aussi une erreur de signe dans une différence de position, comme cela s'est produit pour M47, ou un déplacement parallèle en prenant une mauvaise étoile de référence, comme dans le cas de M91. Mais, et ceci est apparemment le plus intéressant, la position en déclinaison est presque exactement la bonne pour NGC 5866 et M101, et elle est presque exactement à 5 degrés (soit 20 min) à l'Ouest (précédent) de NGC 5866 en ascension droite (elle est aussi en gros à 10 degrés à l'Est de M101, mais ceci est beaucoup moins précis ; la position 2000.0 de NGC 5866 est Asc 15:06.5, Dec +55.7, alors que celle de M101 est Asc 14:03.2, Dec +54.3). La remarque immédiate qui découle de tout ceci est qu'un autre objet manquant, M48, avait aussi était mesuré avec un écart de 5 degrés (mais cette fois en déclinaison). Un coup d'oeil dans les sources montre que Messier utilisait normalement des cartes du ciel avec des grilles de 5 degrés, comme par exemple sa carte montrant le chemin de la comète de 1779. Aussi un décalage d'exactement 5 degrés peut avoir plusieurs raisons simples : une carte mal graduée, une erreur de lecture de la graduation la plus proche, un mauvais décompte des lignes non graduées, etc. Il faut aussi garder à l'esprit que Méchain dans sa lettre suppose que "M.Messier a été trompé du fait d'une erreur dans la carte du ciel".

Aussi, dans l'opinion du présent auteur, il semble probable que Charles Messier a observé NGC 5866 lorsqu'il mesura les coordonnées de M102 (qu'il avait certainement localisée sans grande difficulté du fait de la description précise de Méchain), mais à cause d'une quelconque erreur de réduction, il la situa exactement 5 degrés à l'Ouest (précédent) de sa position correcte.

En résumé:

L'objet qui mérite vraiment la désignation de "Messier 102" devrait être le même que l'un des deux observés par Méchain et Messier, qu'ils soient identiques ou non. Comme il n'y a plus aucun témoin vivant, on ne peut pas normalement reconstituer le déroulement de leurs observations et enregistrements. La description de Méchain donne de bonnes indications laissant penser que M102 serait NGC 5866, ce que très probablement tout le monde aurait accepté s'il ne s'était pas rétracté dans la lettre sus-mentionnée, ou si cette lettre avait été oubliée. C'est maintenant une affaire de goût si l'on veut spéculer sur ce qui est faux : l'observation ou la lettre. Messier a très probablement observé NGC 5866 et l'a prise pour M102, mais de nouveau fit une erreur de réduction de coordonnées. Une fois encore, c'est une affaire de goût si cet état de choses aboutit à attribuer la désignation de "M102" à la galaxie lenticulaire NGC 5866.
Au moins, que les observateurs voulant être assurés d'observer tous les objets de Messier, tournent leurs télescopes vers NGC 5866. Ils seront récompensés par le spectacle d'un bel objet, tout à fait facile à trouver.

Les sources traitant de Messier 102 :

Sources considérant que "M102=M101":

Sources identifiant M102 à NGC 5866:

Autres sources:

Références:

Remerciements :

L'auteur remercie tous ceux qui l'ont encouragé à écrire cet article et lui ont apporté leur aide précieuse (tout spécialement Tony Cecce et Guy McArthur) et en particulier le Dr. Don Greeley qui lui a communiqué les positions manuscrites de M101 et M102.

  • Copie de l'article original sur M102 tel que mis sur Usenet en Mai 1995.

    Hartmut Frommert (spider@seds.org)
    Christine Kronberg (smil@agleia.de)

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    Dernière Modification : 20 Février 2000 18:45

    Traduction française
    Bernard Trézéguet
    10/06/99  -  20/02/04