Les supervents galactiques – d’importants écoulements de gaz créés par une combinaison d’explosions de supernova et de vents stellaires – sont étroitement liés aux premiers stades de développement et d’évolution d’une galaxie, y compris des aspects tels que sa taille, sa forme et même le nombre d’étoiles qui finiront par l’habiter.
Crédit image : NASA
Mais alors que les chercheurs ont couramment observé ces vents, on comprend très peu de choses sur le mécanisme qui les entraîne. Les astronomes ont longtemps émis l’hypothèse que les vents galactiques pourraient être entraînés par des anneaux de formation d’étoiles nucléaires, des régions de l’espace qui se forment et qui contiennent un grand nombre d’étoiles. Pourtant, dans un nouvel article, publié dans Les lettres du journal astrophysique, les chercheurs ont pu construire en trois dimensions simulations qui prédisent de manière unique la morphologie observée de ces supervents.
Selon Dustin Nguyenauteur principal de l’article et étudiant diplômé en physique à l’Ohio State University, leur travail montre que les hypothèses géométriques sous-jacentes de l’endroit où les étoiles libèrent de l’énergie sont importantes pour comprendre l’évolution galactique. Leurs recherches ont révélé que les anneaux d’étoiles, au lieu des sphères, entraînaient des écoulements plus proches de ce qui est observé dans la nature.
« On observe que les noyaux de formation d’étoiles des galaxies sont non sphériques, nous devons donc les modéliser en conséquence », a déclaré Nguyen.
On pensait également auparavant que les trous noirs étaient principalement responsables de l’apparition de gigantesques bulles de rayons X, car les preuves montrent qu’elles existent au-dessus et au-dessous du disque de la Voie lactée. Pourtant, l’étude des chercheurs souligne que les anneaux de formation d’étoiles nucléaires peuvent produire des structures qualitativement similaires. Cela peut être important car la Voie lactée a également une structure en forme d’anneau appelée la zone moléculaire centrale.
Les simulations ont été créées à l’aide de données générées par un programme appelé Chollaun code informatique open source qui a été exécuté sur certains des plus grands supercalculateurs au monde, y compris ceux du Centre de supercalcul de l’Ohio, où ils ont créé le modèle.
« Il y a trente ans, ce type d’informatique aurait été impossible, mais nous ne sommes plus limités par la technologie », a déclaré Nguyen. « Nous pouvons désormais étudier des structures plus complexes en menant des expériences numériques à haute résolution à l’aide d’un code optimisé pour le calcul parallèle. »
Alors que leurs découvertes pourraient avoir des implications à long terme pour l’astronomie aux rayons X – une branche de la science qui étudie les objets célestes en détectant les niveaux élevés de rayonnement X qu’ils émettent – Nguyen a expliqué que son modèle est plus simple à concevoir que les modèles préexistants. . Lors de la conception de leurs paramètres de simulation, Nguyen a choisi d’ignorer la physique supplémentaire de forces comme la gravité et les champs magnétiques, mais a quand même pu générer un modèle du fonctionnement d’un vent galactique.
À l’avenir, Nguyen prévoit de recréer à nouveau les simulations, mais avec des variables qui tiennent compte d’une physique plus compliquée.
« Cela témoigne de l’efficacité de notre travail que le modèle reproduit de nombreuses caractéristiques clés des vents galactiques », a déclaré Nguyen. « Mais la prochaine étape consiste à ajouter ces physiques supplémentaires et à voir ce qui change. »
La source: Université d’État de l’Ohio
