L'actualité de la recherche

L’Observatoire fait la lumière sur l’illumination des galaxies

Grâce à l’utilisation du plus grand supercalculateur américain Titan, des chercheurs de l’Observatoire de Strasbourg sont parvenus pour la première fois à prédire l’instant auquel les galaxies qui nous entourent ont été illuminées par les toutes premières générations d’étoiles, il y a plus de 13 milliards d’années. Leur découverte a fait l’objet d’un article dans Astrophysical Journal Letters.

Dominique Aubert, Nicolas Deparis et Pierre
Ocvirk ont travaillé sur l'illumination des galaxies.
Photo C. Schröder/Unistra

« Nous travaillons dans le domaine de la théorie et de la modélisation. A Strasbourg, notre spécificité est d’utiliser des cartes graphiques pour résoudre des équations de physique. Nous sommes une des seules équipes en astronomie dans le monde à savoir utiliser ce matériel », explique Dominique Aubert, maitre de conférences, qui travaille sur l’illumination galactique depuis une dizaine d’années au côté de 9 collègues dont deux autres strasbourgeois.

Dans le cadre de leur découverte, les chercheurs ont eu accès sans bouger de leur bureau au supercalculateur américain Titan afin d’effectuer une simulation numérique cosmologique du big bang jusqu’à 1 milliard d’années, soit les premiers 7 à 8 % de l’histoire de l’univers. « Nous entrons dans l’ordinateur les données qui correspondent selon nous au point de départ de l’univers et les équations qui vont le faire évoluer », détaille le Strasbourgeois qui parle d’une des plus grosses simulations jamais réalisée avec l’utilisation de 32 768 processeurs et 4 096 cartes graphiques. Soit 20 millions d’heures de calcul pour un cosmos couvrant des distances de 300 millions d’années lumières.

Reconstituer le scénario d’apparition des étoiles

« On est sur la prédiction, les galaxies s’allument suite à la formation successive d’étoiles. L’idée est de reconstituer le scénario d’apparition de ces étoiles qui n’est pas sans conséquences : quand les premières galaxies émettent de la lumière, elles transforment la matière dans tout l’univers en le faisant passer d’un état opaque à un état transparent », résume le maitre de conférences qui aimerait travailler à la mise à disposition des données récoltées à l’ensemble de la communauté scientifique.

Autre observation : les étoiles des grosses galaxies chauffent le gaz des petites les empêchant de créer leurs propres étoiles. Ce scénario représente pour nos chercheur une base solide pour poursuivre leur compréhension de l’illumination galactique et notamment celle de la Voie lactée et de sa voisine Andromède qui se seraient illuminées de façon isolée… « Nous sommes également en train d’étudier s’il y a un rayon d’influence qui permettrait de déterminer un périmètre autour d’une étoile dans lequel aucune autre étoile ne pourrait apparaitre. »

Ces hypothèses théoriques devraient pouvoir se vérifier dans les prochaines décennies avec l’arrivée de nouveaux instruments à l’image de télescopes capables d’observer la lumière d’il y a 13 milliards d’années. « Nous faisons de la théorie pour anticiper ce que l’on va voir. Dans le cosmos, plus on regarde loin, plus on regarde dans le passé… », conclut Dominique Aubert.

Marion Riegert