Un récent modèle a permis à des astrophysiciens de créer la simulation la plus détaillée de l’Univers jamais faite. Un outil original qui fournit de nouvelles idées sur la manière dont les trous noirs influencent la distribution de la matière noire, ou encore sur la façon dont les galaxies se forment et évoluent.
Illustris : The Next Generation – ou IllustrisTNG – est la simulation d’Univers la plus détaillée jamais conçue. Elle permettra aux chercheurs d’étudier comment les galaxies se forment, évoluent et grandissent en tandem avec leur activité de formation d’étoiles. « Quand nous observons des galaxies à l’aide d’un télescope, nous ne pouvons mesurer que certaines propriétés », explique Volker Springel, chercheur à l’Institut d’études théoriques de Heidelberg. « Avec cette simulation, nous pouvons suivre toutes les propriétés de toutes ces galaxies, mais également leur histoire ». Cette nouvelle cartographie nous offre ainsi un aperçu de ce à quoi notre Galaxie de la Voie lactée pouvait ressembler lorsque la Terre s’est formée, et comment elle pourrait évoluer dans le futur.
Le modèle présente ici un morceau de l’Univers sous la forme d’un cube dont chaque côté mesure un milliard d’années-lumière. Il contient plusieurs millions de galaxies, chacune très détaillée. En outre, les simulations prédisent comment le tissu cosmique évolue au fil du temps, en particulier par rapport à la matière noire qui sous-tend le cosmos. « Il est particulièrement fascinant que nous puissions prédire avec précision l’influence des trous noirs supermassifs sur la distribution de la matière à grande échelle », poursuit le chercheur. « Ceci est crucial pour interpréter de manière fiable les prochaines mesures cosmologiques ».
Pour ce projet, l’équipe s’est appuyée sur plus de 24 000 processeurs. « Les nouvelles simulations ont produit plus de 500 téraoctets de données de simulation », explique Springel. « L’analyse de cette énorme montagne de données nous occupera pendant de nombreuses années et promet de nouvelles perspectives passionnantes sur différents processus astrophysiques ».
Et elle aura déjà permis de confirmer deux choses. D’une part que la seule entité physique capable « d’éteindre » la formation d’étoiles dans nos grandes galaxies elliptiques sont les trous noirs supermassifs postés en leur centre. Les écoulements ultrarapides de ces pièges à gravité atteignent des vitesses allant jusqu’à 10 % de la vitesse de la lumière et affectent les systèmes stellaires. Également, IllustrisTNG améliore notre compréhension de la structure hiérarchique de la formation des galaxies, confirmant que les petites galaxies se forment d’abord avant de se fondre dans des objets de plus en plus grands, entraînées par l’attraction implacable de la gravité.
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