lam25 lam2 lam1 lam3 lam4 lam5
Accueil | Annuaire | English | Intranet | Webmail | Dircom |
Accueil > Les actualités > Fusion majeure de deux galaxies spirales : Destruction et reconstruction (...)

 Fusion majeure de deux galaxies spirales : Destruction et reconstruction des disques galactiques

Publié le 27 avril 2016

Un groupe de chercheurs et d’ingénieurs informaticiens du Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (LAM / CNRS – Université d’Aix Marseille) a effectué des simulations spécifiques utilisant des ordinateurs nationaux de type « supercalculateurs » pour étudier le résultat d’une fusion de deux galaxies à disque de masses environ égales et situées à des redshifts intermédiaires - entre z 1.5 et 0.5). Les résultats particulièrement intéressants de cette étude ouvrent une toute nouvelle perspective pour la formation des disques galactiques.



La formation des galaxies comme notre Voie Lactée compte parmi les plus grandes questions auxquelles les astronomes tentent de répondre. Le processus est toutefois difficile à observer. En revanche, des simulations utilisant des super-ordinateurs nationaux permettent aux scientifiques de comprendre les processus mis en jeu dans la formation des galaxies. Une équipe du Laboratoire d’Astrophysique de Marseille travaille sur ces modélisations. Une de leurs thématiques de recherche consiste à mettre en évidence le fruit de collisions de galaxies aux caractéristiques très spécifiques.
Ils ont ainsi simulé la collision de deux galaxies à disque de masses environ égales et situées à des redshifts intermédiaires (entre z 1.5 et 0.5). Les deux galaxies avant collision représentent au mieux des galaxies situées à ces redshifts, étant plus petites et plus riches en gaz que les galaxies qui sont proches de nous. Point important, leurs halos sont constitués tant de matière noire que de gaz chaud.
L’évolution au cours de la fusion est la suivante :
• Lors de la collision, les disques de ces galaxies sont détruits et leurs étoiles, subissant une relaxation violente, forment un bulbe classique, qui sera le centre de la nouvelle galaxie.
• La majorité des étoiles se formant vers la fin de la période de collision ou juste après forment un disque épais.
• Ensuite, un nouveau disque, mince et froid, commence à se former principalement par accrétion du gaz initialement dans le halo.
Ainsi une nouvelle galaxie se forme, et les simulations obtenues par cette équipe montrent que les étoiles les plus vieilles doivent se trouver dans le bulbe classique, suivies par les étoiles du disque épais et enfin par les étoiles du disque mince. Les étoiles les plus jeunes se trouvent dans les bras spiraux, et au centre dans un second bulbe (non classique), en forme de disque.
Grâce à ces simulations, les différentes étapes de l’évolution de la nouvelle galaxie, depuis sa formation lors de la fusion jusqu’au temps présent (z=0), ont pu être observées. La très haute résolution des simulations a non seulement permis des comparaisons détaillées des propriétés de ces galaxies simulées avec celles des galaxies observées, mais a de plus mis en évidence une parfaite adéquation avec ce que nous pouvons observer dans notre univers local . En particulier, la distribution de la masse et la distribution des vitesses correspondent bien.
La morphologie des structures du disque est également en très bon accord avec les observations, montrant un disque épais en plus du disque mince, des spirales et des anneaux de la bonne taille et forme, et une barre avec des anses aux deux extrémités, et, vu de profil, un bulbe en forme de boite ou de cacahuète. Il est également à noter que les galaxies spirales ainsi formées peuvent avoir un bulbe classique avec une masse très faible, pouvant même être inférieure à 10% de la matière baryonique totale, ce qui est requis par exemple par les observations de notre Galaxie.
Lia Athanassoula, astronome au LAM et premier auteur de cette étude conclut : « Nos simulations démontrent que la fusion de deux galaxies spirales peut donner naissance à une nouvelle galaxie spirale. Ce résultat particulièrement intéressant met donc en évidence un scénario possible pour la formation des galaxies semblables à la nôtre. A partir de là nous allons pouvoir étudier les plus importantes propriétés des galaxies à disque. »

L’équipe est composée de : E. Athanassoula, S. Rodionov, N. Peschken, A. Bosma, J-C. Lambert du Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (LAM / CNRS – Université d’Aix-Marseille)
Ces simulations ont été effectuées en utilisant les ressources HPC de GENCI-TGCC/CINES (superordinateurs Occigen et Curie, programme SINGSONG) et du Mésocentre d’Aix-Marseille-Université (programme DIFOMER).

Notes

Un compte rendu plus détaillé des résultats de cette étude est sous presse dans l’article « Forming disk galaxies in wet major mergers. I. Three fiducial examples. », par E. Athananassoula, S. Rodionov, N. Peschken, J-C. Lambert, 2016, Astrophysical Journal, Vol. 821, issue 2, Article 90, DOI : 10.3847/0004-637X/821/2/90

Contact presse

Lia Athanassoula – Laboratoire d’Astrophysique de Marseille - evangelie.athanassoula@lam.fr / Tél : +33 4 95 04 41 10


info portfolio


© LAM - Laboratoire d’Astrophysique de Marseille

Pôle de l’Étoile Site de Château-Gombert
38, rue Frédéric Joliot-Curie 13388 Marseille cedex 13 FRANCE

Tél : +33 4 91 05 59 00
Fax : +33 4 91 62 11 90