Une nouvelle théorie sur la formation des galaxies

Une nouvelle théorie sur la formation des galaxies:

Les galaxies actuelles, comme la Voie lactée ( Anciennement, la Voie lactée ne désignait que la bande blanchâtre traversant le ciel nocturne. Il existe plusieurs...), se sont formées au sein de courants de gaz (Au niveau microscopique, on décrit un gaz comme un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi...) froid. C'est ce que viennent de démontrer à l'aide de simulations numériques de haute performance une équipe d'astrophysiciens français du CEA-Irfu, de l'INSU-CNRS, des universités Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région d'Île-de-France. Cette ville...) Diderot et Pierre et Marie Curie (Maria Sk?odowska-Curie (née à Varsovie le 7 novembre 1867 et décédée à Sancellemoz le 4 juillet 1934), connue en France...) (1), et une équipe de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche),...) Hébraïque de Jérusalem. Ces simulations corroborent des observations (L'observation est l'action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l'aide...) récentes via des télescopes géants, qui remettaient en question la théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage...) actuelle de formation des galaxies. Ces travaux font l'objet d'une publication dans Nature du 22 janvier 2009.


Vue à grande échelle de la simulation ‘MareNostrum' réalisée par le Projet (Un projet est - dans un contexte professionnel - une aventure temporaire entreprise dans le but de créer un produit ou...) Horizon (Conceptuellement, l'horizon est la limite de ce que l'on peut observer, du fait de sa propre position ou...).
Les galaxies apparaissent comme des points roses, insérées dans un réseau de filaments chauds
et de courants froids, visibles en bleu. ©: Projet Horizon.


Les galaxies sont les constituants fondamentaux de l'Univers. Chacune d'entre elles rassemble en moyenne (Il y a plusieurs façon de calculer une moyenne d'un ensemble de nombres. Celle qu'il convient de retenir dépend de la...) 100 milliards d'étoiles et s'étend sur plus de 50 000 années-lumière. Chaque galaxie se trouve au cœur d'un halo quasi-sphérique de matière noire (En astrophysique, la matière noire (ou matière sombre) désigne la matière apparemment indétectable, invoquée pour...), constituant dont la nature nous échappe encore mais que nous détectons indirectement par sa signature gravitationnelle.

Les galaxies d'aujourd'hui, comme notre Voie lactée, ont une morphologie spirale. Ce sont des disques en rotation, riches en hydrogène (Table complète - Table étendue) gazeux, qui forment continûment des étoiles (de l'ordre de deux masses solaires sur une année). Pour comprendre la formation de ces galaxies, le scénario standard se fonde sur une accrétion (L'accrétion désigne en astrophysique, en géologie et en météorologie l'accroissement par apport de matière.) de gaz quasiment sphérique et sur des collisions entre galaxies plus anciennes. Il suppose que les étoiles se forment tout d'abord de façon lente et mesurée dans les galaxies spirales, puis de façon violente à l'occasion de collision (On appelle collision le choc entre deux objets.) entre deux spirales, conduisant à des flambées de formation stellaire de plusieurs centaines de masses solaires par an, et à la formation d'une galaxie elliptique.

Ce modèle a été récemment remis en question par de nouvelles observations réalisées par des télescopes géants, qui ont permis de sonder l'histoire de l'Univers sur plus de 10 milliards d'années en arrière, soit 3 milliards d'années après le Big Bang. Ces galaxies massives forment des étoiles à un taux de plusieurs centaines de masses solaires par an, mais ne ressemblent pas à des systèmes en collision. Elles ressemblent plutôt à de grands disques de gaz, fragmentés en plusieurs grumeaux géants, au sein desquels les étoiles se forment activement. Comment est-il possible que ces galaxies forment des étoiles si efficacement, sans mettre en jeu des collisions cosmiques entre galaxies ?

L'équipe internationale de cosmologistes auteur de la publication dans Nature, propose une nouvelle théorie de la formation des galaxies qui explique ces observations mystérieuses. Cette théorie s'appuie sur une simulation numérique d'une puissance sans précédent, réalisée par le Projet Horizon (2).

Cette percée a été rendue possible grâce à l'utilisation d'un programme informatique (Un programme informatique est une liste d'ordres indiquant à un ordinateur ce qu'il doit faire. Il se présente sous la...) développé par le CEA-Irfu (3) sur l'un des plus gros ordinateurs du monde (Le mot monde peut désigner :), le ‘MareNostrum' du Centre de Calcul de Barcelone (Barcelone (Barcelona en catalan et en castillan) est une commune de Catalogne - Espagne, située dans la province de...) (4). Les informaticiens et les astrophysiciens ont d'abord "découpé" l'Univers en plus de 3 000 mailles - la maille est le calcul de base de la simulation numérique - pour représenter sa structure ; ils ont ensuite modélisé les processus physiques en jeu dans un algorithme, pour montrer la façon dont les étoiles interagissent avec le gaz. Après quatre semaines de calcul intensif, réalisées en parallèle sur plus de 2 000 processeurs, la simulation a fait apparaître plus de 100 000 galaxies massives à l'intersection d'un réseau complexe de filaments gazeux (voir figure). "La précision et la taille de cette simulation ont permis pour la première fois d'étudier en détail comment les galaxies focalisent la matière qui les constitue et qui les conduit à former des étoiles", explique Romain Teyssier, responsable du projet Horizon.

                                                                                                                                                    www.techno-science.net

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