Une galaxie annulaire et une nébuleuse planétaire presque invisible.
| Prise de vue : |  |
| Traitement : | |
| Intérêt Ha : |  |
| Popularité : |  |
Nom : NGC4725
Type : Galaxie spirale barrée
Distance : 45 millions AL
Taille : 10,7′ x 7,6′ (170 000 AL)
Magnitude : 10
Meilleure période d’observation : Printemps
Située à environ 45 millions d’années-lumière dans la constellation de la Chevelure de Bérénice, NGC 4725 est la galaxie dominante du groupe Coma I qui compte une trentaine d’autres galaxies majoritairement plus petites, mais également la belle galaxie NGC 4565 (« galaxie de l’Aiguille »).
NGC 4725 en infrarouge (Crédits : Spitzer / SST / NASA)
Cette galaxie présente un aspect très original : une barre centrale clairement marquée et un bras spiral unique qui débute sous la forme d’un anneau pour finalement se disperser petit à petit comme un halo autour de la galaxie.
Déjà observable sans ambiguïté en lumière visible, cette morphologie est encore plus marquée en infrarouge, comme le démontre l’image ci-contre, réalisée par le télescope spatial Spitzer.
La présence d’un seul bras spiral est le fait le plus intriguant : la majorité des galaxies spirales que l’on peut observer comptent en effet le plus souvent 2 ou 4 bras. C’est le cas de notre Voie Lactée elle-même, ainsi que d’autres galaxies proches et bien connues telles que M31, M101, M81, ou encore M51…
Dans le cas de NGC 4725, les astronomes suspectent que cette morphologie atypique soit le résultat d’effets de marées gravitationnelles générés par un passage rapproché par le passé de la galaxie NGC 4747 (située en haut à gauche sur l’image présentée).
D’un diamètre estimé à 170 000 années-lumière (quasiment le double de notre Galaxie…), NGC 4725 est bien plus imposante que sa voisine NGC 4747, dont le diamètre ne dépasse pas les 50 000 années-lumière.
Avec un rapport de masse que l’on peut ici considérer comme proportionnel au diamètre, NGC 4725 a logiquement subi des effets moins visibles du fait de ces interactions gravitationnelles que NGC 4747, dont la structure apparaît beaucoup plus déformée.
NGC 4747 et ses traînes d’étoiles caractéristiques d’interactions gravitationnelles…
Cette dernière présente ainsi des boucles et traînes d’étoiles caractéristiques de telles interactions, ainsi qu’un disque spiral nettement plus « boursouflé » que la normale et accompagné de bandes de poussières épaisses : des caractéristiques qui ne sont pas sans évoquer la galaxie NGC 3628, l’une des galaxies du triplet du Lion en interaction avec ses voisines M65 et M66.
NGC 4725, pour sa part, n’a pas autant souffert que NGC 4747, mais son bras spiral unique témoigne malgré tout des effets de marées subis par le passé… à moins que l’origine de ce phénomène ne soit à chercher ailleurs ?
En effet, certaines simulations informatiques laissent à penser qu’un tel bras spiral unique pourrait se créer du seul fait de la rotation rapide de la galaxie sur elle-même.
On peut toutefois se demander pourquoi, dans ce cas, ce type de structure ne se rencontrerait pas plus fréquemment dans le bestiaire cosmique ? Mais NGC 4725 présente une autre caractéristique : il s’agit d’une galaxie de Seyfert, c’est à dire une galaxie à noyau actif, donc particulièrement brillant et où l’on observe de rapides variations de luminosité. La luminosité inhabituellement forte du noyau est le signe que des phénomènes extrêmement énergétique s’y déroulent. Dans le cas de NGC 4725, les astronomes estiment que la luminosité du noyau est en partie due à la présence d’un trou noir supermassif autour duquel gravite un disque d’accrétion en rotation rapide.
Si la présence de tels phénomènes au centre de la galaxie ne permettent pas de justifier d’une vitesse de rotation accélérée pour la galaxie toute entière, ils sont suffisamment énergétiques pour bouleverser la tranquillité du milieu interstellaire environnant, de part les radiations et les ondes de chocs ainsi générées. Ces ondes de choc et ces radiations énergétiques, en provoquant l’effondrement sur eux-mêmes de grands nuages de gaz, peuvent ainsi être à l’origine de « flambées » stellaires, c’est à dire de formation accélérée d’un très grand nombre d’étoiles massives.
C’est donc plutôt ce second phénomène qui permettrait d’expliquer – en partie du moins – la structure quasi-annulaire de NGC 4725 directement à l’extérieur du bulbe central. On observe en effet un fort contraste de couleurs entre le bulbe central rouge (où la population stellaire est plus âgée) et l’anneau très bleuté, signe de la présence de nombreuses étoiles jeunes et chaudes (géantes ou supergéantes bleues).
NGC 4712 : une belle spirale à 200 millions d’années-lumière…
Par ailleurs, les photographies réalisées par les observatoires professionnels montrent une grande quantité d’amas de jeunes étoiles bleues dans cet anneau, qui vont dans le sens d’une flambée d’étoiles davantage provoquée par des phénomènes internes à la galaxies (la flambée d’étoile se manifestant à une distance égale autour du centre), plutôt qu’externes (les effets de marées gravitationnelles).
Il est plus que vraisemblable que les deux phénomènes aient contribué à la forme de la structure de NGC 4725 que l’on observe actuellement. Toute la difficulté est de déterminer l’influence réelle de chacun dans le résultat observable…
Signalons que la troisième galaxie bien visible sur l’image, NGC 4712 (juste à droite de NGC 4725) ne fait pas partie du Groupe Coma I, mais est beaucoup plus éloignée de nous, à plus de 200 millions d’années-lumière.
En comparaison des deux autres, cette belle galaxie semble bien calme, avec une structure spirale marquée, y compris dans les petits instruments (ici avec seulement 600mm de focale).
Cette image a été réalisée avec une TSA-102 avec une caméra monochrome AtikOne6 et une série de filtres LRGB.
L’image originale en version « grand champ » (cliquez pour agrandir)
A noter que l’image présentée ci-dessus est un version « cropée » pour mieux mettre en valeur les détails obtenus dans NGC 4725. L’image originale, qui propose un champ plus étendu montrant d’autres galaxies plus petites en arrière-plan, est présentée ci-contre.
Les acquisitions ont été étalées sur 2 nuits, en raison de passages nuageux. Fort heureusement, en dehors de ces passages, le ciel était particulièrement transparent, ce qui a permis la réalisation d’une bonne image avec seulement 6h de pose au total, dont 3h de luminance et 1h par couche couleur.
Ce temps de pose peut sembler limité, mais il est cependant suffisant pour bien révéler, avec un traitement adéquat, le halo évanescent de NGC 4725 ainsi que les traînes d’étoiles de NGC 4747.
Bien sûr, un temps de pose plus long aurait permis d’obtenir une plus grande richesse dans le fond de ciel, dans lequel on distingue malgré tout quelques petites galaxies très lointaines…
Le temps de pose assez conséquent sur la couche couleur a permis de restituer une gamme de teintes assez riches, ce qui est important sur NGC 4725 qui présente un magnifique contraste entre sa région centrale plutôt rouge et son bras spiral fortement bleuté. Le temps a manqué pour la réalisation d’une couche Ha, qui aurait permis de mettre en évidence les régions actives de formation d’étoiles au sein du bras spiral.
Une focale un peu plus importante aurait permis de gagner en résolution dans la galaxie, qui présente malgré tout de beaux détails avec les 600mm utilisés ici.
Au final, cette image reste l’une de mes favorites, en raison de la structure atypique et des couleurs particulièrement belles de cette galaxie.
Matériel :
Takahashi TSA102 f/6
AZEQ6 via EQmod
AtikOne6 (-10°)
Guidage : OAG & Atik GP
Filtres Astronomik LRGB
Pixinsight – Photoshop
Acquisition :
L : 18 x 600s bin1
R : 12 x 300s bin2
G : 12 x 300s bin2
B : 12 x 300s bin2
Intégration totale : 6h
Date(s) de prise de vue : 19, 20 & 21 avril 2018
Non seulement NGC 4725 est l’une des plus belles galaxies accessibles aux amateurs, mais en plus sa photographie ne pose pas réellement de difficultés particulières : ses dimensions relativement généreuses (1/3 de la Pleine Lune) et sa luminosité (mag. 10) rendent les acquisitions assez simples.
C’est à se demander pourquoi on ne la voit pas plus souvent ! 🙂
Niveau cadrage, l’objet s’adapte bien à tous les setup, quel que soit le champ photographique.
Version annotée de l’image (cliquez pour agrandir).
Avec une focale courte, il est possible de saisir NGC 4725 dans le champ alentour riche en galaxies, comprenant notamment NGC 4747 et NGC 4712, comme dans l’image présentée ici. Un capteur à petits pixels toutefois préférable dans ce cas pour espérer saisir quelques détails intéressants dans la structure de NGC 4725.
Même avec une focale intermédiaire (1200 à 1500mm), ce trio de galaxies – séparé par seulement 0,5° – rentre encore dans le champ à condition de disposer d’un capteur suffisamment grand (type APS-C ou APS-H) et d’une optique bien corrigée assurant une planéité de champ homogène.
Avec une focale supérieure (2000mm et plus), des gros plans sur NGC 4725 sont possibles, permettant de révéler ses plus fins détails à condition de bénéficier d’un ciel calme et transparent. En bonus, il est quasiment toujours possible de conserver dans le champ la petite galaxie NGC 4712, séparée visuellement de NGC 4725 par seulement 11′.
Pour saisir au mieux le halo et les extensions du bras spiral de NGC 4725, la seule recommandation est donc de privilégier un ciel sans Lune, transparent… et de prévoir un temps de pose suffisamment conséquent. Cependant, comme le montre l’image présentée ici, nul besoin d’envisager un temps de pose « record » : quelques heures pour la couche de Luminance sont suffisantes pour disposer d’un signal suffisant avec une caméra CCD.
Les utilisateurs d’APN ne sont pas exclus de l’aventure, puisque cette galaxie est parfaitement accessible avec un capteur couleur (même non défiltré) moyennant un temps de pose raisonnable, comme le prouve cette image réalisée par Toshiya Arai.
Pour mettre en valeur au mieux les très belles couleurs de cette galaxie, prévoyez tout de même un temps d’acquisition suffisant à la CCD. Le contraste de couleurs entre le noyau de la galaxie et son anneau est un des éléments qu’il est essentiel de bien faire ressortir au final, donc ne soyez pas économes en temps pour les couches RGB ! N’hésitez pas non plus à prévoir une couche Ha, qui permettra de bien mettre en valeur les zones actives de la galaxie, surtout avec une prise de vue en gros plan de NGC 4725.
Pour cette image, j’ai consacré 1h à chaque couche en bin2. La réalisation en bin1 aurait sans doute apporté un peu plus de finesses aux transitions de couleurs et aux étoiles (moyennant un temps de pose revu nettement à la hausse), mais mon but était surtout de capter un signal suffisant pour obtenir de la couleur sur le halo et les extensions les plus ténues de la galaxie. En effet, la couleur est souvent absente sur ces zones qui ne ressortent réellement que sur la couche Luminance, avec au final un rendu plutôt uniformément « grisé » de celles-ci.
On voit sur cette image que cette option s’est avérée payante, puisque la couleur bleue reste présente sur l’ensemble du halo et des extensions du bras spiral ; ce qui contribue à la mise en valeur globale de la galaxie.
A proximité du groupe NGC 4725, se situe une nébuleuse planétaire méconnue répertoriée sous le doux nom de PN LoTr5. Un challenge peut donc être de photographier sur la même image le groupe de galaxies et cette nébuleuse, d’une taille assez respectable puisque d’un diamètre apparent égal à celui de NGC 4725, soit tout de même le tiers de la Pleine Lune !
Pour ce faire, il faut utiliser un setup permettant de disposer d’un champ photographique de 2°, si possible bien plan afin de pouvoir imager dans de bonnes conditions à la fois la nébuleuse et les galaxies. Les possesseurs de capteurs grand format sont donc avantagés ; et pour les autres il faudra se résoudre à réaliser une mosaïque.
Attention toutefois, la nébuleuse planétaire est quasiment invisible avec les filtres classiques. Le seul moyen de la mettre clairement en évidence est d’utiliser un filtre OIII. Dans le cas d’une mosaïque, il sera toutefois nécessaire de réaliser des acquisitions LRGB afin de conserver une esthétique d’ensemble cohérente… avec un petit travail d’assemblage et de traitement !
Deux bons exemples d’une telle réalisation sont les superbes clichés réalisés en collaboration par Olly Penrice et Steve Milne, et par Nicolas Kizilian.
Le traitement de NGC 4725 est relativement simple, surtout en comparaison de celui nécessaire pour d’autres galaxies en apparence plus faciles…
Quelques aspects méritent toutefois une attention particulière.
La montée d’histogramme peut être réalisée de manière traditionnelle, avec une première passe en mode logarithmique, suivie d’ajustements successifs des curseurs. L’important ici est de veiller à suffisamment faire ressortir les extensions du halo et du bras spiral tout en maintenant une dynamique correcte dans le noyau de la galaxie.
Si vous disposez d’une grande qualité de brutes et d’un temps de pose global conséquent, vous pouvez sans doute privilégier une montée d’histogramme plus ambitieuse, par exemple avec le process MaskedStretch de Pixinsight. Une telle montée d’histogramme vous permettra de bénéficier d’une meilleure mise en valeur des faibles extensions qui s’étendent assez loin… Attention toutefois à sélectionner une zone de fond de ciel de référence exempte de tout signal ; ce qui ne devrait pas poser de souci dans le cas présent.
En cas de montée d’histogramme avec MaskedStretch, vérifiez la cohérence du résultat obtenu avec l’homogénéité des niveaux et le bruit du fond de ciel. Si le résultat ne vous convainc pas, mieux vaut vous arrêter tout de suite et procéder à d’autres essais, car il sera très compliqué d’atténuer certains aspects trop prononcés d’une montée d’histogramme trop agressive par la suite…
Vous pouvez affiner, si besoin, cette montée automatique par un ajustement manuel des curseurs. L’important est, dans tous les cas, de conserver un contraste assez prononcé entre les plus faibles extensions de la galaxie et le fond de ciel. Au besoin, vous pouvez pour cette étape vous aider de masques adaptés, localisés et progressifs (donc suffisamment floutés). Attention toutefois à ne pas « sur-traiter » l’image en cherchant à rehausser le signal de manière exagérée dans le halo : vous risquez de créer des zones de transition très prononcées qui vont nuire à l’esthétique global de l’image et lui feront perdre son aspect « naturel »… Il faut respecter la réalité « physique » de l’objet et que les plus faibles extensions demeurent ténues, en se détachant juste légèrement du fond de ciel. Attention également : le halo n’est pas homogène en terme de luminosité !
Ensuite, il est important de veiller à une calibration correcte des couleurs. L’utilisation du process PhotometricColorCalibration (PCC) de Pixinsight, bien paramétrée, donne de très bons résultats. C’est la méthode que j’ai utilisé lors du traitement de cette image.
En cas de réalisation d’une couche Ha, il est important de mixer cette couche avec la couche Rouge de manière localisée, afin de ne pas fausser l’équilibre colorimétrique sur l’ensemble de l’image, tant dans la galaxie que sur les étoiles. Il est donc préférable de procéder au mixage de ces couches avec le process PixelMath plutôt qu’avec un mélange global des deux images.
Vous trouverez dans ce tutoriel dédié à l’intégration de la couche Ha sur l’image RGB des explications plus détaillées sur ce point.
Enfin, NGC 4725 présente, surtout dans sa partie centrale, de très fins détails qu’il est possible de rehausser en fin de traitement, par exemple au moyen du process HDRMultiscaleTransform, en veillant à limiter l’application de ce traitement au moyen d’un masque adapté afin de limiter la montée du bruit dans les zones plus faibles et de ne pas dénaturer l’aspect gaussien des étoiles présentes dans les zones traitées.
Pour en savoir plus sur la mise en œuvre de ces process de rehaussement de détails, je vous invite à consulter le tutoriel consacré à l’amélioration des détails avec Pixinsight, ainsi que le tutoriel spécifique à Photoshop le cas échéant.
Le champ n’étant pas particulièrement riche en étoiles, il n’est pas forcément nécessaire de procéder à une réduction d’étoiles sur cette image.
Mon avis personnel sur NGC 4725 est bien tranché : il s’agit tout simplement à mon sens de l’une des plus belles galaxies qui soit « relativement » proche et accessible à l’astrophoto amateur.
Elle présente, outre sa structure atypique, des détails très fins et de magnifiques couleurs. Pourtant, elle reste paradoxalement peu prisée par les amateurs… sans doute en raison d’un certain déficit de notoriété en comparaison des grandes galaxies « star » du printemps.
Je sais donc que je serai amené à refaire une image de cette galaxie, mais avec une focale plus importante afin de gagner en résolution dans les détails de son bras spiral et les bandes de poussières.
L’ajout d’une couche Ha, que l’on voit rarement réalisé sur cette cible, serait également un « plus » incontournable pour donner une dynamique supplémentaire à l’image finale.
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