How big is Messier 54?

Messier 54, ou M54, est un amas globulaire, une boule dense d'étoiles maintenues par leur propre gravité, dans la constellation du Sagittaire. Il se trouve à environ 86 000 années-lumière de la Terre (une année-lumière est la distance que parcourt la lumière en un an). Il n'appartient pas à la Voie lactée, mais à une petite galaxie qui gravite autour d'elle, la galaxie naine du Sagittaire. Son corps principal, le plus brillant, mesure environ 230 années-lumière de diamètre.

Taille

Comme tous les amas globulaires, M54 n'a pas de bord net. Ses étoiles se resserrent au centre et s'éclaircissent vers l'extérieur, si bien que sa taille dépend de l'endroit où l'on place cette limite.

Le New General Catalogue, le catalogue des nébuleuses et amas d'étoiles, attribue à M54 une largeur de 9,1 minutes d'arc, une minute d'arc valant un soixantième de degré. À la distance de l'amas, cela correspond à environ 230 années-lumière. Cette distance elle-même n'est connue qu'à environ 1 000 années-lumière près.

La moitié de la lumière de l'amas provient d'une zone d'environ 12 années-lumière autour de son centre. Ses étoiles les plus faibles, en périphérie, s'étendent plus loin. Un modèle mathématique standard de l'amas place son bord extérieur à environ 10 minutes d'arc du centre, ce qui donne à l'ensemble de l'amas un diamètre d'environ 490 années-lumière.

Comparaisons de taille

Vu depuis la Terre, M54 a un peu moins du tiers de la largeur de la pleine Lune.
Omega Centauri, l'amas globulaire le plus massif connu de la Voie lactée, a un corps principal brillant de 150 à 190 années-lumière de diamètre, un peu plus petit que celui de M54. Il paraît quatre fois plus large dans le ciel, car il est environ cinq fois plus proche de la Terre que M54.
M54 a une masse d'environ 1,6 million de fois celle du Soleil, soit environ les deux cinquièmes de la masse d'Omega Centauri. En 2026, Omega Centauri est le seul amas globulaire de la Voie lactée dont on sait qu'il a une masse supérieure.
Le corps principal brillant de M54 est environ 53 fois plus large que la distance du Soleil à Proxima Centauri, l'étoile la plus proche.
Si l'orbite de Neptune autour du Soleil était réduite à la largeur d'un penny américain, 19 millimètres, le corps principal brillant de M54 mesurerait environ 4,5 kilomètres de diamètre.

Un amas venu d'une autre galaxie

Charles Messier a découvert M54 en 1778. Plus de 200 ans plus tard, des astronomes ont découvert la galaxie naine du Sagittaire et ont constaté que M54 en fait partie. Messier l'ignorait, mais il venait de découvrir le premier amas globulaire jamais trouvé en dehors de la Voie lactée.

M54 se trouve au tout centre de la galaxie naine du Sagittaire. C'est le seul centre de galaxie où les télescopes parviennent à distinguer des étoiles individuelles en lumière visible. Les étoiles qui s'y trouvent sont âgées d'environ 2 à 12 milliards d'années. Des astronomes suggèrent que les plus anciennes proviennent de deux amas globulaires ou plus, tombés vers le centre et fusionnés, tandis que les plus jeunes se sont formées sur place.

L'avenir de M54

La gravité de la Voie lactée déchire peu à peu la galaxie naine du Sagittaire. Cette petite galaxie s'étire le long d'une ligne pointant vers le centre de la Voie lactée. Avec le temps, elle fusionnera avec la Voie lactée, et M54 deviendra l'un des amas de la Voie lactée à part entière.