Les astrophysiciens ont essayé, pendant près de deux décennies, de produire un modèle capable de simuler la genèse d’une galaxie spirale, ce type de galaxie, en forme de disque plat en rotation, auquel notre propre Voie lactée appartient. C’est désormais chose faite…

Cette vidéo en accéléré, plus bas, est la première au monde à simuler la formation d’une galaxie spirale, le produit final d’une collaboration internationale entre les astrophysiciens, astronomes et un couple d’ordinateurs très, très puissant.

Image d’entête (clic pour grand format) : la moitié gauche de l’image est le rendu effectué par la simulation de la galaxie en formation, avec le gaz représenté en rouge et les étoiles en bleu ; la moitié droite est une image en fausses couleurs de la galaxie  M74 en spirale, avec la même représentation par couleurs.

La simulation permet de modéliser la genèse de la galaxie, basée sur des calculs d’abord publiés dans un numéro de la revue Nature de 2010 par Lucio Mayer, un astrophysicien de l’Université de Zurich et l’astronome Peiro Madau de l’université de Santa Cruz. Mayer et Madau ont collaboré avec les étudiants en doctorat Javiera Guedes et Simone Callegari pour affiner les calculs initiaux et générer la simulation que vous pouvez voir aujourd’hui, mais non sans un peu d’assistance technique.

Pour exécuter les calculs nécessaires pour générer la simulation, les chercheurs ont eu besoin de l’aide de deux superordinateurs : le Cray XT5 « Monte Rosa » (supercalculateur Jaguar) au centre national suisse de calcul intensif, à Zurich et la division des superordinateurs de la NASA “Pléiades”. Le modèle comprend 790 milliards de masses solaires et plus de 18 millions de particules pour donner naissance à des formations en spirale comme celle illustrée ici. Les chercheurs estiment qu’un ordinateur normal aurait besoin, au moins, de 550 ans pour traiter les calculs de la simulation.

La capacité pour les chercheurs, à modéliser des galaxies, a d’énormes implications pour les domaines de l’astronomie et de l’astrophysique. La simulation, générée par Mayer et ses collègues, peut modéliser, avec un grand réalisme, la genèse des galaxies spirales, petites et grandes.

Ci-dessous, une vue de la tranche de la galaxie simulée, positionnée au-dessus d’une image réelle de notre galaxie, la Voie lactée, comme il nous serait possible de la voir dans l’infrarouge.

Ce qui est aussi très impressionnant, alors que la simulation ne modélise pas la formation d’une galaxie spirale en particulier, elle est un très bon indicateur des découvertes qu’ils restent à faire dans notre Voie lactée, par exemple, l’existence d’étoiles et de gaz le long de la limite extérieure de la galaxie, que nos sondes et nos télescopes modernes ont encore à découvrir.

L’interview, pour les plus anglophones d’entre nous, de Lucio Mayer sur la création de cette simulation :

Cette vidéo est apparue avant l’étude, qui devrait être publiée sur : The Astrophysical Journal et l’information a été relaté sur le site du centre nationale Suisse de calcul intensif : First glimpse into birth of the Milky Way.