C’est ma photo la plus aboutie du blog, sans hésitation. 1687 photos capturées, 1382 empilées, 11h31 de pose au total sur trois nuits complètes : ma plus longue session, et de loin. Le sujet le méritait bien. Sur cette photo, il n’y a pas que la galaxie d’Andromède. On y voit aussi deux de ses galaxies compagnes, M 32 et M 110, et un immense nuage d’étoiles niché dans l’un de ses bras, NGC 206. Autant le dire tout de suite, j’y reviens à la fin : sous mon ciel de banlieue parisienne (échelle de Bortle 7), le petit Seestar S30 Pro a clairement montré ses limites sur ce genre de cible.

M 31, la galaxie d’Andromède

Mille ans avant le premier télescope

Cette galaxie est connue depuis très longtemps : dès l’an 964, l’astronome perse Abd al-Rahman al-Sufi la décrit dans son Livre des étoiles fixes comme un « petit nuage », visible à l’œil nu depuis un ciel bien noir. Il faudra attendre 1612 : l’astronome allemand Simon Marius la regarde au télescope pour la toute première fois, et la décrit comme « une flamme de bougie vue à travers une corne translucide », avec des rayons plus brillants près du centre.

Charles Messier catalogue la galaxie le 3 août 1764, sous le numéro M 31. Il l’attribue par erreur à Simon Marius, sans savoir, apparemment, qu’Al-Sufi l’avait vue bien avant lui. Ce soir-là, il catalogue aussi la petite tache floue juste à côté, M 32, qu’il avait pourtant déjà repérée sept ans plus tôt, en 1757. C’était sa toute première observation d’astronome, avant même que son catalogue existe. Neuf ans plus tard, en 1773, il repère aussi une troisième tache dans le même champ, plus loin encore. Il la dessine soigneusement sur sa carte d’Andromède, mais ne lui donne jamais de numéro et ne la publie jamais dans son propre catalogue, pour une raison qui reste un mystère encore aujourd’hui. J’y reviens plus loin dans l’article : cette tache deviendra M 110, mais il faudra attendre deux siècles entiers pour que ce soit officiel.

Pour la trouver, il faut partir du grand carré de Pégase, quatre étoiles brillantes faciles à repérer à l’automne. Alphératz, l’étoile qui marque l’un des coins du carré, appartient déjà à la constellation d’Andromède. En suivant la chaîne d’étoiles qui part de là, direction Mirach, on tombe directement sur la galaxie. C’est l’un des rares objets du ciel profond visible à l’œil nu, même si sous mon ciel pollué, il ne s’agit que d’une pâle tache allongée.

Voilà de quoi on va parler dans cet article : M 31 elle-même, ses deux galaxies compagnes M 32 et M 110, et le nuage d’étoiles NGC 206. L’étoile marquée « 32 And », en bord de cadre, n’a elle aucun lien avec ce petit monde : c’est une simple étoile de notre propre galaxie, bien plus proche, qui se trouve juste alignée dans le champ par hasard.

Nébuleuse de chez nous, ou galaxie à part ?

Pendant plus d’un siècle après Charles Messier, personne ne sait vraiment ce qu’est cette tache floue. William Herschel la croit relativement proche, comme si elle faisait partie de notre propre galaxie. En 1864, William Huggins pointe l’un des tout premiers spectroscopes de l’histoire sur Andromède. Contrairement aux nébuleuses de gaz qu’il observe par ailleurs, la galaxie lui renvoie un spectre continu : le signe qu’il y a là des milliers d’étoiles, et non un nuage de gaz. Le doute s’installe.

Le 26 avril 1920, les astronomes Harlow Shapley et Heber Curtis débattent publiquement de la question : Andromède est-elle une simple nébuleuse de notre Voie lactée, ou un « univers-île » à part entière, aussi grand que la nôtre mais infiniment plus loin ? Le débat ne tranche rien. C’est Edwin Hubble qui trouve la réponse, en octobre 1923. Sur une plaque photographique prise avec le télescope Hooker de 2,5 mètres, il repère une étoile céphéide, un type d’étoile dont la luminosité permet de calculer précisément la distance. Le résultat est sans appel. Andromède se trouve à bien plus d’un million d’années-lumière, largement en dehors de notre galaxie. Heber Curtis avait raison, et notre Univers vient de devenir immensément plus grand qu’on ne le pensait la veille ! (Même la première estimation de distance d’Edwin Hubble était fausse, de plus du double : l’erreur ne sera corrigée qu’en 1953.)

Une galaxie plus grande que je ne l’imaginais

Andromède se situe aujourd’hui à environ 2,54 millions d’années-lumière de nous, pour un diamètre réel d’environ 220 000 années-lumière. Elle abrite environ mille milliards d’étoiles, soit deux à cinq fois plus que notre propre Voie lactée. On l’a longtemps considérée comme la plus massive du Groupe local, largement devant la Voie lactée. Mais une étude publiée en février 2025 par l’astronome François Hammer et son équipe (Observatoire de Paris, CNRS) revoit sa masse nettement à la baisse, autour de 450 milliards de masses solaires, deux à quatre fois moins que les estimations précédentes. C’est bien en dessous des quelque 1 900 milliards de masses solaires généralement avancés pour notre propre galaxie. La plus grosse galaxie du coin n’est peut-être plus celle qu’on croyait !

Une chose est sûre en tout cas : Andromède fonce droit sur nous, à environ 430 000 km/h. Dans environ 4 milliards d’années, les deux galaxies entameront leur fusion, pour ne plus former qu’une seule galaxie elliptique géante d’ici 7 milliards d’années. Certains l’ont déjà surnommée « Lactomède ».

Un cœur à deux noyaux

En 1993, le télescope spatial Hubble révèle une surprise au centre d’Andromède. Son noyau n’en est pas un, mais deux, séparés d’environ 5 années-lumière l’un de l’autre. L’équipe de l’astronome Tod Lauer annonce la découverte le 20 juillet 1993. L’explication la plus probable : le noyau le plus faible marque le véritable centre de la galaxie, là où se cache un trou noir supermassif. Le noyau le plus brillant, lui, serait un tas d’étoiles qui tournent autour de ce trou noir sur une orbite allongée, et qu’on voit surtout à l’endroit où elles s’en éloignent le plus.

Ce trou noir intrigue aussi par son poids. Une étude de 1999, menée par John Kormendy et Ralf Bender, lui donnait environ 33 millions de masses solaires. Une étude plus poussée de Ralf Bender et son équipe, en 2005, la revoit nettement à la hausse, jusqu’à 140 millions de masses solaires !

NGC 206, le nuage d’étoiles caché dans un bras

Un peu plus loin du cœur de la galaxie, un détail attire l’œil sur ma photo. Une petite tache floue et allongée est nichée dans l’un des bras spiraux de M 31. Ce n’est ni une étoile ni une galaxie, mais un nuage d’étoiles géant, une association OB découverte par William Herschel en 1786. C’est le plus grand et le plus lumineux nuage d’étoiles de toute la galaxie d’Andromède, avec un diamètre d’environ 4 000 années-lumière. Il y a en fait deux populations d’étoiles bien distinctes là-dedans, séparées par une bande de poussière sombre : une zone toute jeune, à peine 10 millions d’années, encore riche en régions HII, et une autre plus âgée, entre 40 et 50 millions d’années.

En janvier 2025, ce nuage d’étoiles a même fait un peu parler de lui. Hubble a publié la plus grande mosaïque jamais assemblée de la galaxie d’Andromède : plus de 600 clichés pris sur dix ans, pour 200 millions d’étoiles réunies sur 2,5 milliards de pixels. NGC 206 y est mis en avant, présenté comme le nuage d’étoiles le plus remarquable de toute la galaxie !

M 32, la toute première galaxie elliptique jamais découverte

L’astronome français Guillaume Le Gentil repère cette petite compagne ronde et compacte de M 31 le 29 octobre 1749 : la toute première galaxie elliptique jamais identifiée en tant que telle, avant même qu’on ne sache ce qu’était une galaxie ! Avec seulement 8 000 années-lumière de diamètre tout au plus, elle reste minuscule à côté des 220 000 années-lumière de sa voisine.

Ses étoiles sont vieilles, entre 6,8 et 9,2 milliards d’années selon la région. Ça a longtemps intrigué les astronomes, qui se demandaient pourquoi une si petite galaxie contenait si peu de gaz et de jeunes étoiles. L’hypothèse la plus solide aujourd’hui, c’est que M 32 aurait été autrefois une galaxie spirale bien plus grande, qui aurait traversé le disque de M 31 lors d’une rencontre rapprochée. Elle y aurait perdu l’essentiel de ses étoiles extérieures et de ses amas globulaires au passage, et n’aurait gardé que son cœur. Elle héberge d’ailleurs, elle aussi, son propre trou noir supermassif, plus modeste, environ 2,5 millions de masses solaires.

M 110, le petit dernier du catalogue

L’histoire de cette seconde compagne est particulièrement tordue. Charles Messier l’observe et la dessine lui-même le 10 août 1773, mais ne la publie jamais dans son propre catalogue, pour une raison qui reste inconnue (une simple négligence, sans doute). Un peu plus de dix ans plus tard, le 27 août 1783, l’astronome Caroline Herschel la redécouvre de son côté, sans savoir que Charles Messier l’avait déjà vue. Son frère William Herschel la catalogue alors sous la désignation H V.18, le 5 octobre 1784. C’est finalement en 1966 que l’astronome britannique Kenneth Glyn Jones la fait entrer, pour de bon, dans le catalogue de Messier, sous le nom M 110. Le tout dernier objet ajouté à la liste, plus de deux siècles après que Charles Messier l’ait vue le premier.

C’est une galaxie elliptique naine, à environ 2,7 millions d’années-lumière, pour un diamètre d’environ 17 000 années-lumière. Contrairement à M 32, elle contient pas mal de gaz et de poussière, avec même de la formation d’étoiles récente à l’intérieur : une vraie particularité pour une galaxie elliptique, une catégorie habituellement plutôt « éteinte ». Elle abrite par ailleurs plusieurs amas globulaires, mais probablement aucun trou noir supermassif en son centre.

Question de matériel

Je voulais terminer sur un point plus terre-à-terre, mais qui compte tout autant dans cette aventure. Cette photo m’a donné du fil à retordre, des deux côtés de la chaîne.

Côté télescope d’abord. Sous mon ciel de Bortle 7, je pense être arrivé au bout de ce que le petit Seestar S30 Pro peut apporter sur ce genre de cible étendue et contrastée. Au-delà de 11h31 de pose, je ne suis pas certain qu’ajouter davantage de temps aurait changé grand-chose au résultat final.

Côté traitement ensuite, et ça a été la vraie surprise. Empiler 1382 photos a pris 22 minutes, et le dossier de traitement complet a atteint 305 Go : je n’avais quasiment plus de place sur mon disque. Pour les prochaines sessions de ce genre, je compte allonger le temps de pose unitaire à 60 secondes au lieu de 30, pour diviser par deux le nombre de fichiers à traiter, à temps de pose total équivalent.