Simulation de la formation de jeunes galaxies

De nouvelles simulations suggèrent la croissance des jeunes galaxies nourries par des courants “tourbillonnant” de gaz froids.

Pour mieux comprendre comment les galaxies comme la notre se sont formées au cours de l’histoire de l’Univers, les cosmologistes n’ont pas d’autres choix que de tâtonner, à travers les simulations informatiques, pour retrouver la bonne recette (celle qui a la même “saveur” que ce qui est observé aujourd’hui). Pour cela, nuls instruments d’observation sont nécessaires hormis des centaines de processeurs, chargés – de concert – de rejouer un extrait de la longue partition. En variant le dosage des ingrédients, les scientifiques laissent agir les lois de la physique durant plusieurs mois au coeur des super-calculateurs. Le procédé est bien sûr beaucoup plus rapide (et moins encombrant  …) que les milliards d’années qui furent nécessaires dans la réalité …

“Le but des simulations des galaxies est de les comparer avec ce que les télescopes observent et de voir ensuite si nous comprenons vraiment comment une galaxie se forme” note Kyle Stewart, l’un des principaux auteurs de cette étude.

Les scientifiques ont démarré conjointement 4 simulations quelques 57 millions d’années seulement après le “big bang” jusqu’à nos jours. Les gaz primordiaux hydrogène et hélium furent injecté et bien sûr l’énigmatique matière noire qui représenterait, rappelons-le, environ 85 % de la masse-énergie de notre Univers.
Les données recueillies suggèrent un développement des galaxies du même type que la Voie Lactée par l’apport de gaz froids. Un vaste réseau de veines étendues à travers le cosmos irriguerait l’intérieur de chaque galaxie. Une immense toile de gaz froids tissée de milliards de fils et filaments, aux carrefours desquels ont évoluées – et évoluent encore – des dizaines de milliards de galaxies depuis plusieurs milliards d’années. Aussi, les chercheurs ont-ils relevé des “tourbillons” de gaz froids plus rapides qu’escompté. Un scénario qui contredit le précédent, préféré jusqu’à présent, basé sur des courants de gaz chauds pour nourrir les galaxies en pleine croissance. Ce processus assez lent (jusqu’à 8 milliards d’années nécessaires) mettait en scène des gaz froids chauffés par compression (ondes de choc après leurs rencontres/collisions). Dans cette nouvelle version alternative, il apparait que les gaz froids – qui ne sont pas chauffés – s’enroulent et se déversent assez rapidement au coeur des jeunes galaxies pour favoriser l’émergence des étoiles dans les nuages moléculaires et donc leur développement. Un processus qui se révèle plus rapide et ne demanderait qu’environ un milliard d’années.

Crédit photo et vidéo : NASA/JPL.

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