Le peintre Pieter Brueghel (1525-1569), connu pour son dessin « Les grands poissons mangent les petits », avait relevé, à juste titre, un phénomène constitutif de la nature et donc par extension de l’Univers : la prédation. Une modélisation vient de confirmer que les grandes galaxies grossissent en fusionnant avec les plus petites, au fil de leur évolution.

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Une nouvelle recherche révèle que les galaxies grossissent en mangeant leurs « petites voisines ». Le processus permettant aux galaxiesgalaxies massives d'atteindre leur taille est encore mal compris, notamment parce qu'il faut des milliards d'années pour atteindre la taille de certaines d'entre elles. Une combinaison d'observation et de modélisationmodélisation de chercheurs, dirigée par le Dr Anshu Gupta de l'ARC (Astronomy Research center) a fourni un indice essentiel permettant de mieux appréhender le phénomène. Dans un article publié dans « Astrophysical Journal », les scientifiques ont combiné les données d'un projet australien appelé « MOSEL » (Multi-Object Spectroscopic Emission Line) avec un programme de modélisation cosmologique exécuté sur certains des plus grands supercalculateurssupercalculateurs du monde afin d'apercevoir les forces en action qui contribuent à la création de ces antiques monstres galactiques.

<em>« La modélisation a montré que les jeunes galaxies ont eu moins de temps pour fusionner avec d'autres »</em>, a déclaré le Dr Gupta. Ici, des galaxies spirales en collision. © Debra Meloy Elmegreen (<em>Vassar College</em>) et al. et l'équipe Hubble Heritage (AURA, STScI, Nasa)
« La modélisation a montré que les jeunes galaxies ont eu moins de temps pour fusionner avec d'autres », a déclaré le Dr Gupta. Ici, des galaxies spirales en collision. © Debra Meloy Elmegreen (Vassar College) et al. et l'équipe Hubble Heritage (AURA, STScI, Nasa)

Les grandes galaxies mangent les plus petites

En analysant la façon dont les gazgaz se déplacent dans les galaxies, a déclaré le Dr Gupta, il est possible de découvrir la proportion d'étoilesétoiles fabriquées à l'intérieur, et la proportion d'étoiles « cannibalisées », provenant donc des petites galaxies phagocytées par les plus grosses. « Nous avons constaté que dans les galaxies massives éloignées (environ 10 milliards d'années-lumièreannées-lumière de nous), les éléments bougent dans de nombreuses directions différentes, cela démontre que de nombreuses étoiles en leur sein ont été acquises de l'extérieur. En d'autres termes, les grandes galaxies mangent les plus petites. »

Ceci dit, parce que la lumière prend du temps à voyager à travers l'UniversUnivers, les galaxies plus éloignées sont vues avec un décalage temporel, laissant entrevoir le début de leur existence. L'équipe du Dr Gupta a remarqué que l'observation et la modélisation de ces galaxies lointaines ne révèlent que très peu de variations dans leurs mouvementsmouvements internes.

« Nous avons dû comprendre pourquoi les grandes galaxies plus anciennes mais plus proches étaient tellement plus désordonnées que les plus jeunes et plus éloignées », a déclaré le Dr Kim-Vy Tran, basé à l'UNSW (University of New South Wales) de Sydney. « L'explication la plus probable est que pendant les milliards d'années qui se sont écoulées, les galaxies survivantes ont grossi en incorporant des galaxies plus petites. La modélisation a montré que les jeunes galaxies ont eu moins de temps pour fusionner avec d'autres », a déclaré le Dr Gupta.

L'équipe de recherche - comprenant des scientifiques d'autres universités australiennes ainsi que des institutions aux États-Unis, au Canada, au Mexique, en Belgique et aux Pays-Bas - a effectué sa modélisation sur un ensemble de simulations spécialement conçu appelé « IllustrisTNG ». Il s'agit donc d'un projet international pluriannuel visant à construire une série de grands modèles cosmologiques de la formation des galaxies. Le programme est si important qu'il doit fonctionner simultanément avec plusieurs supercalculateurs les plus puissants du monde.