Ascension Droite	13 : 42,2 (h:m)
Déclinaison	+28 : 23 (deg:m)
Distance	33,9 (kilo.al)
Magnitude	6,2 (visuelle)
Dimension apparente	18,0 (min. d'arc)

Découvert en 1764 par Charles Messier.

M3 est l'un des amas globulaires les plus importants, avec une population estimée à un demi-million d'étoiles, dont un grand nombre de variables qui en font sa particularité.

Cet amas fut la découverte "primordiale" de Charles Messier lorsqu'il l'enregistra le 3 mai 1764. A cette époque c'était le 76ème objet du ciel profond jamais observé par un œil humain (à travers un instrument), mais en fait c'était seulement le 55ème objet nébuleux connu, puisque 21 objets avaient encore été oubliés, selon les sources et à la connaissance actuelle de l'auteur de ces lignes (voir le tableau Historique de la découverte des objets du ciel profond (Deep Sky Object Discovery Table). Il se peut aussi que ce soit cette découverte qui détermina Charles Messier à effectuer une recherche systématique de ces objets à l'allure de comètes, au lieu de noter seulement les rencontres fortuites telles que précédemment M1 et M2. Cependant Messier peut aussi s'être mis à l'œuvre pour d'autres raisons et M3 serait réellement sa première découverte. Quoiqu'il en soit, la recherche qui débuta par M3 l'a conduit à cataloguer tous les objets jusqu'à M40 au cours de cette année 1764.

Lorsque le dernier objet du catalogue, M107, un amas globulaire dans Ophiuchus, fut découvert 18 ans plus tard en 1782 par Pierre Méchain, ami de Messier, un total d'au moins 143 objets étaient connus, ce qui avait plus que doublé leur nombre, dont 110 décrits par Messier, qui en découvrit 42 ou 43, et Méchain 27 ou 28, l'incertitude venant des circonstances douteuses de la découverte de M102.

William Herschel, vers 1784, fut le premier à résoudre en étoiles et à reconnaître M3 comme un amas.

A une distance d'environ 33 900 années-lumière, il est bien plus loin que le centre de notre Galaxie, la Voie Lactée, mais brille cependant à une magnitude de 6,2, correspondant à une magnitude absolue de -8,93 et à une luminosité estimée à 300 000 fois celle de notre Soleil. M3 est de ce fait visible à l'œil nu dans de très bonnes conditions d'observation, et un objet superbe avec le moindre instrument. Son diamètre apparent de 18,0 minutes d'arc correspond à une extension linéaire d'environ 180 années-lumière ; Kenneth Glyn Jones avance même une estimation de 20 minutes d'arc à partir de plaques photographiques de haute définition, correspondant alors à 200 années-lumière de diamètre linéaire. Elle semble quelque peu plus petite dans les instruments d'amateur, aux environs de 10 minutes d'arc. Mais son rayon gravitationnel, au-delà duquel ses étoiles seraient arrachées par les forces de marée de la Voie Lactée, est beaucoup plus grand, de l'ordre de 38,19 minutes d'arc. Ainsi, du point de vue gravitationnel, cet amas occupe un volume sphérique de 760 années-lumière.

D'un autre côté, M3 possède un cœur dense et concentré de 1,1 minute de diamètre, soit 11 années-lumière en linéaire, relativement important pour un amas. Son rayon "demi-masse" est de 1,12 minute (11,2 al), de telle sorte que la moitié de sa masse est contenue dans un volume sphérique de seulement 22 années-lumière de diamètre.

Ses plus belles étoiles sont de magnitude 12,7 contre 15,7 pour celles de la zone dite Branche Horizontale. Les 25 plus brillantes ont une magnitude moyenne de 14,23.

L'âge de M3 a été estimé à différentes occasions à partir du diagramme couleur/magnitude ; historiquement, les premiers chiffres avancés étaient de 5 milliards d'années (Baade), puis 11,4 milliards (Woolf), 20 milliards (Arp) et 26 milliards (Sandage). Ce dernier, en 1954, a compté 44 500 étoiles d'une magnitude supérieure à 22,5 dans un rayon de 8 minutes d'arc ; la masse totale a été estimée à 245 000 masses solaires (Sandage et Johnson).

Helen Sawyer Hogg a trouvé pour M3 un type spectral total de F2, et un indice de couleur de -0,05, plutôt bleu pour un amas globulaire, tandis que le Sky Catalogue 2000.0 lui attribue le type spectral F7 et W.E.Harris F6. Son indice de couleur a été trouvé égal à B-V=0.69.
Cet essaim d'étoiles s'approche de nous à raison de 147,6 km/sec.

L'amas globulaire M3 est extrêmement riche en étoiles variables : selon B.Madore ("Globular Clusters" de Hanes/Madore, 1978), 212 ont été trouvées et 186 périodes déterminées, soit plus que dans n'importe quel autre amas globulaire dans notre Voie Lactée (ce qui en fait ainsi l'amas le plus étudié) ; enfin au moins 170 RR Lyrae (parfois appelées "amas variables" ) ont été découvertes. Ces étoiles ont servi de "Chandelles Standard" pour déterminer la distance de l'amas. La première étoile variable a été découverte par E.C. Pickering en 1889, et les 87 suivantes par S.I. Bailey en 1895 (voir Pickering et Bailey 1895).

M3 contient un nombre relativement grand d'étoiles bleues, dites Blue Stragglers, de la séquence principale qui semblent plutôt jeunes, et même beaucoup plus jeunes que le reste de la population stellaire de l'amas ne le laisserait penser. Elles furent découvertes en premier par Alan Sandage (1953) sur des plaques photographiques prises avec le télescope Hale de 200 pouces (5 mètres) du Mt. Palomar. Ceci est resté longtemps mystérieux, mais aujourd'hui ces étoiles sont considérées comme ayant subi de profondes modifications à la suite d'interactions stellaires, avec leurs couches extérieures, plus froides, arrachées lors de passages très rapprochés qui peuvent éventuellement se produire quand les étoiles traversent les régions centrales et denses des amas globulaires.

Pour trouver M3, on peut par exemple prolonger d'environ 2/3 la ligne allant de Gamma Comae Berenices, proche de l'amas Comae Berenices, à Bêta Comae et chercher légèrement vers le Nord pour mettre l'objet dans le champ avec un faible grossissement : il se trouve à environ 6 degrés au Nord-Nord-Est de Bêta Comae.

Alors que M3 n'est visible à l'œil nu que dans de très bonnes conditions et se situe juste sous la limite de visibilité si celles-ci sont moyennes, il peut être facilement observé avec le plus modeste des instruments. Aux jumelles il apparaît sous la forme d'un halo nébuleux et flou. Un instrument de 4 pouces (10 cm) permettra de voir le cœur brillant et compact à l'intérieur d'une tache lumineuse et granuleuse, de forme ronde et marbrée, qui s'estompe doucement et régulièrement vers l'extérieur ; il ne permet pas de résoudre l'amas mais montre juste quelques-unes des étoiles les plus brillantes si les conditions sont bonnes. Un 6 pouces (15 cm) résout environ les deux tiers de la couche extérieure en faibles étoiles sur une lueur d'arrière-plan formée par les astres les plus faibles non résolus. Un 8 pouces (20 cm) laisse voir les étoiles de l'ensemble de l'amas à l'exception du cœur lui-même qui ne peut être résolu que par de plus grands télescopes (environ 12 pouces, soit 30 cm).

Documentation NGC "en ligne" sur M3

Références : (Version originale)

• Pickering, E. C. and Bailey, S. I, 1895. Harvard College Observatory, circular no. 2. Variable star clusters. Astrophysical Journal, Vol. 2, 321-323 (11/1895) [ADS: 1895ApJ.....2..321P]
• Alan Sandage, 1953. The color-magnitude diagram for the globular cluster M 3. Astronomical Journal, Vol. 58, No. 3, p. 61-75 (April 1953) [ADS: 1953AJ.....58...61S]

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Hartmut Frommert
Christine Kronberg
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Dernière Modification : 1er mai 2006

Traduction française
Bernard Trézéguet
29/10/98  - 15/10/03  -
17/09/06  -