Voie lactée : La moitié de sa matière provient d’autres galaxies
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Des simulations informatiques suggèrent que la moitié de la matière de nombreuses galaxies, incluant la Voie lactée, provient d’autres galaxies.
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Dans une analyse préliminaire, les astrophysiciens de la Northwestern University ont découvert que, contrairement aux hypothèses précédentes, la moitié de la matière dans notre Voie lactée pourrait provenir de galaxies lointaines. En conséquence, on peut dire que la moitié des atomes dans notre corps viennent de l’autre bout de l’univers.
En utilisant des simulations de supercalculateurs, l’équipe a trouvé une nouvelle possibilité sur la manière dont les galaxies, incluant la Voie lactée, obtiennent leur matière en utilisant le transfert intergalactique. Les simulations montrent que les explosions de supernova éjectent des quantités abondantes de gaz provenant de galaxies ce qui provoque la transmission d’atomes d’une galaxie à l’autre par des vents galactiques puissants. Le transfert intergalactique est un phénomène assez récent et les simulations indiquent qu’il sera essentiel pour comprendre comment les galaxies évoluent. Cependant, il faut rester prudent, car cela reste des simulations informatiques et il y a toujours un biais d’interprétation.
Compte tenu de la quantité de matière provenant d’autres galaxies, nous pourrions nous considérer comme des voyageurs spatiaux ou des immigrants extragalactiques selon Daniel Anglés-Alcázar, un boursier postdoctoral du centre d’astrophysique du Northwestern University. Il est probable qu’une grande partie de la Voie lactée existait dans d’autres galaxies avant d’être expulsée par un vent puissant en traversant l’espace intergalactique pour son nouveau domicile dans la Voie lactée.
Les vents galactiques pourraient transporter de la matière d’une galaxie à l’autre – Crédit : Fred Herrmann, 2014,
Les galaxies sont très éloignées les unes des autres et même si les vents galactiques se propagent à plusieurs centaines de kilomètres par seconde, ce processus a nécessité plusieurs milliards d’années. Le professeur Claude-André Faucher-Giguère et son groupe de recherche, ainsi que les collaborateurs du projet FIRE (Feedback In Realistic Environments), ont développé des simulations numériques sophistiquées qui ont produit des modèles en 3D de galaxies allant d’une formation de galaxie juste après le Big Bang à nos jours. Anglés-Alcázar a ensuite développé des algorithmes pour exploiter ces données et quantifier la façon dont les galaxies acquièrent de la matière.
L’étude a été publiée dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Cette étude transforme notre compréhension de la façon dont les galaxies se sont formées du Big Bang selon Faucher-Giguère, coauteur de l’étude et professeur adjoint de physique et d’astronomie au Weinberg College of Arts and Sciences. Ce modèle nous montre que la moitié des atomes, qui nous entourent incluant dans le système solaire, provient d’autres galaxies et ces galaxies peuvent se trouver jusqu’à 1 million d’années-lumières.
En parcourant en détail les flux complexes de matière dans les simulations, l’équipe a constaté que le gaz s’écoule de galaxies plus petites vers des galaxies plus grandes comme la Voie lactée. Ce transfert de masse à travers les vents galactiques peut représenter jusqu’à 50 % de la matière dans les galaxies plus grandes. Dans nos simulations, nous avons pu tracer les origines des étoiles dans les galaxies de la Voie lactée et déterminer si l’étoile formée de la matière appartenait à la galaxie ou si elle s’est formée à partir de gaz contenu dans une autre galaxie selon Anglés- Alcázar.
Dans une galaxie, les étoiles sont liées. On a une grande collection d’étoiles autour d’un centre de masse commun. Après le Big Bang il y a 14 milliards d’années, l’univers était rempli d’un gaz uniforme – sans étoiles et sans galaxies. Mais il y a eu de petites perturbations dans le gaz et les galaxies ont commencé à se développer par la force de la gravité en formant des étoiles et des galaxies.
Nos origines sont beaucoup moins locales que ce que l’on pensait auparavant selon Faucher-Giguère, membre de CIERA (Centre interdisciplinaire d’études et de recherches sur l’Allemagne). Cette étude nous donne une idée de la façon dont les choses autour de nous sont liées à des objets éloignés dans le ciel. Les résultats ouvrent une nouvelle voie de recherche dans la compréhension de la formation de galaxies selon les chercheurs et on peut désormais tester la prédiction du transfert intergalactique. L’équipe envisage de collaborer avec des astronomes qui travaillent avec le télescope spatial Hubble et des observatoires terrestres pour tester les prédictions de simulation.
