Bien avant qu’elle ne devienne la galaxie spirale lumineuse que nous appelons notre foyer, la Voie lactée était un essaim tentaculaire et chaotique de milliers de petites galaxies, selon de nouvelles recherches.
Les résultats suggèrent qu’au cours des 2 premiers milliards d’années après le Big Bangla région de l’univers qui allait devenir notre galaxie était jonchée de milliers de galaxies plus petites, de tailles et de formes variées. Au fil du temps, ces galaxies sont entrées en collision et ont fusionné pour former la galaxie unique dans laquelle nous vivons aujourd’hui.
« En regardant ces résultats, il est très clair que la physique qui se produit juste après le Big Bang a un impact direct sur ce que nous observons aujourd’hui dans l’univers local », co-auteur de l’étude. Harley Katzprofesseur adjoint d’astronomie et d’astrophysique à l’Université de Chicago, a déclaré dans un déclaration.
Pour mieux comprendre les débuts de l’Univers, les astronomes construisent des modèles informatiques sophistiqués qui codent les lois de la nature pour voir comment le cosmos a pu évoluer. Ce nouveau travail, qui est le résultat de trois années de simulations sur superordinateur, constitue le retrace le plus détaillé à ce jour de la façon dont une galaxie comme la nôtre a vu le jour. Cela arrive également au moment où les astronomes ont besoin d’un critère plus solide pour ce qu’ils voient dans l’univers primitif.
Megatron, le transformateur cosmique
Le télescope spatial James Webb (JWST) peut scruter plus loin dans l’univers primitif que n’importe quel télescope précédent, et ses découvertes ont souvent défié les modèles informatiques. Par exemple, JWST a trouvé étonnamment brillant premières galaxies et une nouvelle classe mystérieuse de galaxies compactes baptisées « Petits points rouges » Ces anomalies démontrent que les modèles informatiques actuels ont besoin d’une mise à jour pour gérer la physique complexe de l’univers primitif, ont déclaré les chercheurs.
Pour combler cette lacune, les scientifiques ont construit une nouvelle suite de simulations sur superordinateur qu’ils appellent Megatron. En retraçant les gaz anciens, la lumière des étoiles et la chimie de 180 millions d’années à 2 milliards d’années après le Big Bang, Megatron prédit les signatures lumineuses distinctes de ses galaxies virtuelles, selon le communiqué. Étant donné que JWST collecte le même type de données spectrales sur une période de temps cosmique similaire, les scientifiques peuvent directement croiser la simulation avec des observations réelles pour identifier ce qui manque aux anciens modèles, a déclaré l’équipe.
La simulation suit également comment les premières étoiles de l’univers se sont formées, sont mortes et ont forgé les éléments essentiels qui rendent possible la vie telle que nous la connaissons. En comparant la simulation avec les observations JWST des premières galaxies et avec les traces chimiques laissées dans les étoiles anciennes, les scientifiques peuvent mieux comprendre comment ces premières étoiles ont enrichi leur environnement, ont indiqué les chercheurs.
« Ensemble, ces observations complémentaires nous permettent de tester des modèles concurrents des premières étoiles d’une manière qui n’était pas possible auparavant », co-auteur de l’étude Martin Reyastrophysicien théoricien à l’Université de Bath au Royaume-Uni, a déclaré dans un autre communiqué déclaration.
Les scientifiques ont détaillé leurs conclusions dans un des six articles de la collaboration Megatron publiés le 30 septembre dans The Open Journal of Astrophysics.
Assemblage de la Voie Lactée
La simulation de l’équipe commence 180 millions d’années après le Big Bang, lorsque l’univers est dépourvu d’étoiles et de galaxies et ne contient que du gaz vierge. Au fur et à mesure que les 2 milliards d’années s’écouleront, le modèle capture comment les toutes premières étoiles illuminent l’univers sombre et démarrent « aube cosmique« , aboutissant finalement à la mort violente de ces étoiles. À mesure qu’elles meurent, les étoiles répandent des éléments lourds nouvellement forgés tels que le carbone, l’oxygène et le fer dans le gaz environnant, posant ainsi les bases des futures étoiles et planètes.
La simulation se termine 2 milliards d’années après le Big Bang, mais les fusions de la Voie lactée se sont poursuivies longtemps après ce point, et les scientifiques pensent je découvre encore traces des petites galaxies qui l’ont rejoint. La fusion massive la plus récente, avec la galaxie naine du Sagittaire, a commencé il y a plus de 6 milliards d’années et se poursuit toujours.
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Les résultats de la simulation aident les scientifiques à comprendre l’impact de certains paramètres physiques sur l’univers primitif et à mieux faire correspondre les observations du JWST avec les modèles informatiques. Mais il met également en lumière des domaines qui nécessitent une étude plus approfondie.
« Mais il y a aussi des choses que nous ne faisons pas correctement, ce qui est également intéressant : quelles sont les parties qui nous manquent encore ? » Katz a déclaré dans le communiqué. « Cela peut vous conduire vers de nouvelles directions et de nouvelles questions. »
Les membres de l’équipe Megatron au Royaume-Uni développent actuellement la prochaine génération de simulations, en s’appuyant sur du temps consacré aux supercalculateurs du pays. Ces simulations incluront des phénomènes physiques plus complexes, comme les trous noirs actifs, qui JWST s’est révélé étonnamment courant dans l’univers primitif, ont déclaré les chercheurs.
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