Niveau de raffinement et carte de densité sur un grumeau dans une des simulations.
Les galaxies primordiales sont très différentes des galaxies qui nous entourent. Les disques de ces galaxies ne sont pas composés de spirales, mais de grumeaux qui forment des étoiles de façon soutenue et sont très turbulents. Or, c’est cette turbulence qui engendre les mouvements supersoniques capables de comprimer fortement le gaz et d’enclencher son effondrement gravitationnel et sa conversion en étoiles.
L’origine de cette turbulence est encore débattue : est-elle engendrée par la dynamique de la galaxies ou par les étoiles jeunes, à travers leur rayonnement ionisant ou les explosions de supernovae ? Or, la dynamique locale dépend de la morphologie globale et les étoiles jeunes n’auront pas le même effet si elles sont localisées dans des grumeaux ou réparties dans des bras spiraux. Ces deux processus ont donc toutes les chances de différer entre les galaxies de l’Univers jeune et actuel.
Le but de mon travail est de comprendre ce qui nourrit cette turbulence et quel est son effet sur la formation d’étoiles dans les disques de galaxies au cours de leur histoire cosmique. Pour cela il faut à la fois modéliser l’interaction entre, d’un coté la dynamique globale de la galaxie et la formation stellaire, et de l’autre le gaz du disque. Le défi numérique vient de la gamme dynamique d’échelles spatiales qui rentrent en jeu et du coup mémoire associé.
Pour ce faire, j’ai utilisé les ressources GENCI pour développer une méthode de zoom à l’intérieur d’une galaxie grumeleuse.
Ainsi toute la dynamique de la galaxie est capturée, conjointement à l’effet de la formation d’étoiles, à une résolution maximale de 0,38 parsec.
Afin de différencier l’effet de la dynamique de celui des étoiles, j’ai étudié les conséquences de l’arrêt numérique des effets dus aux étoiles jeunes. D’après ces études préliminaire, l’énergie turbulente ne diminuerait que de 20 %, impliquant une prédominance des effets dynamique sur les effets stellaires.