Cette image prise par le télescope spatial James Webb, met en lumière Messier 77 (M77), une galaxie spirale barrée célèbre des astronomes pour sa relative proximité et ses caractéristiques spectaculaires. Elle se situe à 45 millions d'années-lumière, dans la constellation de la Baleine (Cetus). Cette nouvelle image, capturée par l'instrument infrarouge moyen (MIRI) du télescope Webb, révèle comme jamais auparavant ses bras spiraux tourbillonnants, la poussière de son disque et son noyau d'une brillance exceptionnelle.
Au cœur de M77 se trouve une région compacte de gaz chaud qui surpasse largement en luminosité le reste de la galaxie, dépassant même la capacité de collecte de lumière des caméras du télescope Webb. Il s'agit d'un noyau galactique actif (AGN), alimenté par le trou noir supermassif central de M77, huit millions de fois plus massif que notre Soleil. Le gaz des régions centrales de la galaxie est attiré par la forte gravité vers une orbite serrée et rapide autour du trou noir, où il entre en collision et s'échauffe, libérant d'énormes quantités de rayonnement.
Les lignes orange vif qui semblent rayonner du centre de M77 ne sont pas une caractéristique de la galaxie : il s'agit d'une distorsion due à la conception optique du télescope. Appelés pics de diffraction , ils sont créés par la légère déviation (ou « diffraction ») de la lumière intense émise par le noyau galactique actif (AGN) non résolu, au niveau des bords des panneaux hexagonaux du miroir du télescope Webb et autour de l'un des supports de son miroir secondaire. Cette structure caractéristique à six pointes et deux autres pointes est identique pour toutes les images prises par Webb. Pour que les pics de diffraction apparaissent, la source lumineuse doit être très brillante et très concentrée ; c'est pourquoi on les observe le plus souvent sur les étoiles. Mais dans certaines galaxies, comme ici, le noyau est suffisamment brillant et compact pour que des pics de diffraction apparaissent également.
M77 est non seulement connue pour son noyau galactique actif (AGN) facilement visible, mais aussi pour son intense activité de formation d'étoiles. L'image en proche infrarouge de M77 révèle une barre traversant sa région centrale, invisible sur les images en lumière visible. Cette barre est entourée d'un anneau brillant, appelé anneau de formation d'étoiles, formé par les extrémités internes des deux bras spiraux de M77. Les régions de formation d'étoiles dans les galaxies sont caractérisées par des taux de formation d'étoiles extrêmement élevés. Cet anneau, d'un diamètre de plus de 6 000 années-lumière, présente des sursauts de formation d'étoiles intenses et étendus, visibles sur cette image par les bulles orange denses qui l'entourent. La proximité relative de M77 avec la Terre fait de cet anneau de formation d'étoiles un exemple très bien étudié de ce phénomène.
Galaxie spirale active, le disque de M77 est rempli de gaz et de poussière, à la fois produits et carburant de la formation d'étoiles. L'instrument MIRI du télescope Webb complète notre observation de la galaxie en révélant la lueur des grains de poussière interstellaire émise à de plus grandes longueurs d'onde, ici en bleu. Cette poussière forme un immense vortex de filaments vaporeux et tourbillonnants, entrecoupés de cavités. Les bulles orangées lumineuses creusées par les amas d'étoiles nouvellement formés sont également bien visibles le long des bras de la galaxie.
Au-delà du champ de vision très précis du télescope Webb, les bras de M77 se rejoignent en un anneau étendu et ténu de gaz hydrogène, large de plusieurs milliers d'années-lumière, où se poursuit la formation d'étoiles. De vastes filaments de gaz hydrogène s'étendent à travers cet anneau et jusque dans l'espace intergalactique, formant une couche externe autour de la galaxie. En raison de l'aspect tentaculaire de ces filaments, M77 est également surnommée la Galaxie du Calmar.
Image et commentaires founis par l'ESA
