Des recherches récentes offrent une nouvelle compréhension de la distribution galactique unique du superamas local. Cette étude, utilisant la simulation avancée de SIBELIUS, révèle que les types de galaxies se séparent naturellement en raison de différentes conditions environnementales à l’intérieur et à l’extérieur du plan supergalactique. Cette découverte, validant le modèle standard de la matière noire, remet en question les hypothèses antérieures sur les anomalies cosmiques et contribue de manière significative à notre compréhension de l’évolution des galaxies. Crédit : Issues.fr.com
Pourquoi l’immense plan supergalactique est-il principalement rempli d’un seul type de galaxie ? Ce mystère astronomique de longue date pourrait enfin être résolu.
Le voie Lactée Notre galaxie, notre demeure cosmique, est nichée dans une vaste étendue connue sous le nom de superamas local. Cette structure colossale englobe de nombreux amas de galaxies imposants et une multitude de galaxies individuelles. Caractérisé par sa configuration en forme de crêpe, le Superamas s’étend sur près d’un milliard d’années-lumière de largeur, ce qui lui vaut le surnom de plan supergalactique.
La plupart des galaxies de l’univers appartiennent à l’une des deux catégories suivantes : premièrement, les galaxies elliptiques, constituées principalement d’étoiles anciennes et contenant généralement des trous noirs centraux extrêmement massifs, et deuxièmement, les galaxies à disques en formation active d’étoiles, avec une structure en forme de spirale similaire à celle du lac Lacté. Façons. Les deux types de galaxies se trouvent également dans le superamas local, mais alors que le plan supergalactique regorge d’elliptiques brillantes, les galaxies à disques brillants sont visiblement absentes.
Une anomalie cosmique remet en question le modèle standard de la cosmologie
Cette ségrégation particulière des galaxies dans l’univers local, connue depuis les années 1960, figure en bonne place dans une liste récente d’« anomalies cosmiques » compilée par le célèbre cosmologiste et lauréat du prix Nobel 2019 Jim Peebles.
Aujourd’hui, une équipe internationale dirigée par les astrophysiciens de l’Université d’Helsinki, Till Sawala et Peter Johansson, semble avoir trouvé une explication. Dans un article publié dans Astronomie naturelleils montrent comment les différentes distributions de galaxies elliptiques et à disques apparaissent naturellement en raison des différents environnements trouvés à l’intérieur et à l’extérieur du plan supergalactique.
Dans le plan supergalactique, qui se trouve à l’équateur de l’image, les galaxies connaissent de fréquentes interactions et fusions, conduisant à la formation de galaxies elliptiques massives. En revanche, les galaxies éloignées du plan évoluent dans un isolement relatif, ce qui leur permet de préserver leur structure en forme de disque. Crédit : Till Sawala
« Dans les amas denses de galaxies que l’on trouve sur le plan supergalactique, les galaxies connaissent des interactions et des fusions fréquentes, ce qui conduit à la formation d’elliptiques et à la croissance de trous noirs supermassifs. En revanche, en dehors du plan, les galaxies peuvent évoluer dans un isolement relatif, ce qui les aide à préserver leur structure spirale », explique Till Sawala.
Dans leurs travaux, l’équipe a utilisé la simulation SIBELIUS (Simulations Beyond The Local Universe), qui suit l’évolution de l’univers sur 13,8 milliards d’années, depuis les débuts de l’univers jusqu’à nos jours. Il a été exécuté sur des supercalculateurs en Angleterre et sur le supercalculateur Mahti du CSC en Finlande.
Implications et orientations futures en cosmologie
Alors que la plupart des simulations similaires considèrent des parcelles aléatoires de l’univers qui ne peuvent être directement comparées aux observations, la simulation SIBELIUS vise à reproduire précisément les structures observées, y compris le superamas local. Le résultat final de la simulation est remarquablement cohérent avec les observations.
« Par hasard, j’ai été invité à un colloque en l’honneur de Jim Peebles en décembre dernier, où il a présenté le problème dans sa conférence. Et j’ai réalisé que nous avions déjà réalisé une simulation qui pourrait contenir la réponse », commente Till Sawala. « Nos recherches montrent que les mécanismes connus de l’évolution des galaxies fonctionnent également dans cet environnement cosmique unique. »
À côté du département de physique, le campus Kumpula de l’Université d’Helsinki abrite une grande statue montrant la répartition des galaxies dans le superamas local. Elle a été inaugurée il y a 20 ans par le cosmologue britannique Carlos Frenk, qui est l’un des co-auteurs de cette nouvelle étude. « La répartition des galaxies dans le superamas local est en effet remarquable », déclare Frenk à propos des nouveaux résultats. « Mais ce n’est pas une anomalie : nos résultats montrent que notre modèle standard de matière noire peut produire les structures les plus remarquables de l’univers. »
