La recombinaison homologue intervient dans les

Les galaxies spirales sont
constituées d’un disque de
gaz, poussière et étoiles avec
au centre un noyau, le tout
étant entouré d’un halo diffus.
Les bras spiraux présents
dans le disque sont les lieux
privilégiés de formation
stellaire.
Les galaxies elliptiques sont
des sphéroïdes contenant
principalement des étoiles
avec peu de gaz interstellaire.
Les amas globulaires, quant
à eux, peuvent contenir jusqu’à
plusieurs millions d’étoiles
liées gravitationnellement.
Di re c t i o n de l a c ommu ni c at i o n
Se r v i c e In f o rmat i o n -mé di a s
le 26 septembre 2008
Communiqué de presse
Simulation de la formation
d’une galaxie elliptique
Par le biais de la simulation informatique menée au CEA/Irfu, la théorie de formation
des galaxies elliptiques selon laquelle ces dernières seraient le résultat de la fusion de
deux galaxies spirales (processus également à l’origine des amas globulaires qui les
entourent) est consolidée. Ces travaux, menés par une équipe d’astrophysiciens
français du laboratoire Astrophysique interactions multi-échelles (CNRS, CEA,
Université Paris 7) et du CRAL/Observatoire de Lyon
1
, ont été réalisés avec le
supercalculateur vectoriel NEC-SX8R du Centre de Calcul Recherche et Technologie
(CCRT), implanté sur le site du CEA de Bruyères-le-Châtel. Ils font l’objet d’une
publication dans Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Les collisions entre galaxies jouent un rôle important dans
leur évolution puisqu’elles peuvent les amener à fusionner.
L’hypothèse affirmant que la rencontre de deux galaxies
spirales peut donner naissance à une grosse galaxie
elliptique prévoit, en outre, l’apparition de très fortes
perturbations gravitationnelles. Celles-ci produisent des
ondes de marée
2
qui compriment le gaz et la poussière et
déclenchent la formation d’étoiles. Si ces dernières
s’organisent très souvent en groupes appelés amas
ouverts qui vont ensuite lentement se dissocier, se forment
également les structures nommées amas globulaires.
La simulation de la collision de deux galaxies spirales
réalisée par les astrophysiciens du CEA et du CNRS
aboutit bien à la formation d’une galaxie elliptique ainsi que
d’amas globulaires. Elle reproduit ainsi parfaitement ce qui
a pu être observé. C’est le cas notamment avec NGC7252,
galaxie elliptique qui s’est formée suite à la fusion de deux galaxies spirales, et qui est
entourée non seulement de débris de matière engendrés par les effets de marée, mais
également de nombreux amas globulaires.
La simulation, dont la résolution est la plus haute jamais atteinte pour une collision entre
deux galaxies, modélise les étoiles, le gaz interstellaire, et la "matière noire" à l’aide de 36
millions de "particules numériques"
3
. Cette très haute définition permet, pour la première fois,
de reproduire directement la formation des amas d’étoiles avec une très grande précision.
1
Centre de recherche astronomique de Lyon (CNRS, Université Lyon 1, Ecole normale supérieure de Lyon).
2
L’interaction mutuelle entre deux galaxies conduit à des phénomènes de marée, qui déforment chaque galaxie
mise en jeu, comme le système terre-lune mais dans des proportions bien plus gigantesques.
3
Les “particules numériques” modélisent, dans la mémoire d’un ordinateur, les étoiles, les nuages de gaz, et la
matière noire des galaxies: chaque particule représente une certaine masse, une position et une vitesse dans le
volume simulé sur le calculateur.

En effet, la masse de certains des amas observés dans cette simulation représente moins
d’un millionième de la masse totale des galaxies initiales.
Une cinquantaine d’heures de calculs sur le supercalculateur vectoriel NEC-SX8R du CCRT
a été nécessaire à la réalisation de cette simulation. Sans un tel supercalculateur, il aurait
fallu disposer de trente ordinateurs de bureau pour pouvoir stocker tous les paramètres
physiques de la simulation, et le calcul aurait duré près de deux ans.
Simulation numérique du résultat de la
collision/fusion de deux galaxies
spirales : la galaxie elliptique
sphéroïdale, au centre, est entourée d’un
grand nombre d’amas globulaires
denses et compacts. (Crédit F. Bournaud
– CEA/Irfu/CCRT)
La galaxie elliptique NGC7252 vue à
travers les télescopes de l’ESO : le
résultat de la collision de deux galaxies
spirales est une galaxie elliptique
semblable à celle de la simulation – en
particulier en considérant le grand
nombre d’amas globulaires qui l’entoure
(Crédit: P.-A. Duc/ESO)
Pour en savoir plus :
http://irfu.cea.fr/Sap/Phocea/Vie_des_labos/Ast/ast.php?t=actu&id_ast=2455
http://aramis.obspm.fr/~bournaud/video_gc.avi
Référence de l’article :
High-resolution simulations of galaxy mergers: resolving globular cluster formation
Bournaud, F.; Duc, P.-A.; Emsellem, E.
2008, MNRAS 389, 8
Contacts chercheurs :
CEA
Frédéric Bournaud – 01 69 08 55 08 – frederic.bourn[email protected]
CNRS
Pierre-Alain Duc – 01 69 08 92 68 – [e-mail]
INSU/CRAL-Observatoire de Lyon/Université de Lyon1
Eric Emsellem – 04 78 86 83 84 – [email protected]iv-lyon1.fr
Contact communication CNRS :
Sébastien Buthion – 06 74 29 12 01 ou [email protected]nrs.fr
Contacts presse CEA :
Damien Larroque – 01 64 50 20 97 – [e-mail]