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Les clés de l'évolution des galaxies
Les astrophysiciens du Service d'Astrophysique du CEA présentent, en images, des résultats scientifiques récents sur la formation et l’évolution des galaxies
Service d'Astrophysique, CEA, Salle Galilée, Vendredi 7 juin 2013
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L'archéologie galactique (Pierre-Alain DUC)
Séquence de Hubble, montrant les différentes formes de galaxies telle que vues à la profondeur d'images classiques (sondage SDSS) © SDSS/HST Hubble Space Telescope
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Séquence de Hubble telle que vue en imagerie ultra-profonde avec la camera MEGACAM, révélant les structures de faible luminosité inconnues jusque là (sondage Atlas3D) © Duc/Cuillandre/CFHT/HST
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Nouvelle observation ultra-profonde d’une galaxie proche, classée jusqu’à présent comme elliptique par les astrophysiciens. Cette observation a permis de préciser la zone « floue » observée auparavant autour de cette galaxie, et de mettre à jour des structures invisibles jusque-là : présence de structures spiralées autour d’elle et de zones de formation d’étoiles (en bleu)… Ces caractéristiques sont habituellement absentes du profil des galaxies elliptiques. © Duc/Cuillandre/CFHT/HST (cliquer sur l'image pour une haute résolution)
Exemples de galaxies observées par MegaCam et montrant des structures fines de faible
brillance de surface dans leur envionnment (queues de marée, filaments stellaires, coquilles). Copyright: Duc/Cuillandre/Coleum/CFHT
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L'évolution des galaxies lointaines (David ELBAZ)
Sondage profond du ciel selon Hubble (à gauche) © SDSS/HST Hubble Space Telescope
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Sondage profond du ciel selon Herschel. L’intensité lumineuse des galaxies détectées par Herschel dépend de leur rythme de formation d’étoiles. Ce rythme semble être similaire dans la majorité des galaxies (ronds bleus), même si certains cas particuliers (triangles verts) ressortent. © CEA)
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La séquence principale des galaxies (zone entourée en noir où chaque point représente une galaxie). Les galaxies à flambées d'étoiles (en rouge) forment plus d’étoiles qu’attendu pour leur masse (M* = masse des galaxies en masse solaires, SFR = taux de formation d’étoiles).
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Répartition de l’influence des événements de fusions galactiques sur les galaxies proches (graphique bleu) et lointaines (graphique orange). Dans la lumière émise par les populations de galaxies à la gauche du graphique, il n’y a pas de signature d’événements de fusions, contrairement aux populations à la droite du graphique. Cette répartition est la même, que ce soit dans l’Univers actuel ou l’Univers jeune : les phénomènes de fusions galactiques n’étaient pas plus fréquents dans la jeunesse de l’Univers qu’actuellement.
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Un modèle théorique de l'évolution des galaxies (Mark SARGENT)
Évolution du contenu en gaz moléculaire (H2 ; région « quadrillée »), à travers les derniers 13 milliards d'années de l'Univers, déduite de façon indirecte avec le modèle théorique des chercheurs du SAp. La croissance des galaxies (illustrée par l'augmentation continue de la quantité des étoiles, de l'Univers jeune jusqu'à aujourd’hui ; points en rouge) est alimentée par le gaz moléculaire qui est le carburant pour la formation des étoiles. Par conséquent, le gaz moléculaire devient de plus en plus rare, à mesure que l'Univers vieillit. Le contenu en gaz atomique (HI ; points en bleu) serait en revanche relativement constant. © CEA (cliquer sur l'image pour une haute résolution) ou Version hi-res (TIFF 3,7 Mo)
Simulations à très haute résolution (Frédéric BOURNAUD)
Structure du gaz interstellaire dans une simulation de la Voie Lactée entière. Chaque
région dense (en clair sur l’image) est un nuage moléculaire dans lequel se forment de
nouvelles étoiles. © CEA
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Vue d'artiste d'un « noyau actif de galaxies. La région centrale est occupée par un trou noir massif. Crédit A. Simonnet, Sonoma State University
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Simulations de la collision des Antennes à très haute résolution: l'image montre la distribution de densité du gaz, devenu très hétérogène et fragmenté à la suite de son agitation turbulente par la collision de galaxies. Cette fragmentation exacerbée du gaz en nuages très denses déclenche une flambée de formation stellaire pendant laquelle le système forme ses étoiles à un rythme jusqu’à 100 fois plus élevé qu'avant l'interaction des galaxies. © CEA. Voir la vidéo…
Visitez une galaxie comme la voie Lactée grâce aux simulations haute résolution.
La simulation a nécessité un total de 12 million d'heures CPU heures réalisées en parralèle sur les 6080 processeurs du supercalculateur Curie duTGCC (Très Grand Centre de calcul du CEA, France
Visite guidée sur l'Outil Google Maps © CEA Florent Renaud
