Une image des galaxies en collision NGC4676, "La souris, " comme vu par Hubble. Une analyse de dix-huit mille galaxies en collision dans la simulation informatique Illustris a révélé que les fusions comme celle-ci sont le mécanisme dominant déterminant la forme des galaxies plus massives que la Voie lactée, tandis que pour les galaxies de masse inférieure, les fusions ne jouent pas un rôle significatif. Crédit :NASA/HST
Depuis qu'Edwin Hubble a proposé son schéma de classification des galaxies en 1926, de nombreuses études ont étudié les mécanismes physiques responsables de la forme des galaxies spirales et elliptiques. Parce que les processus sont complexes, cependant, Les études s'appuient souvent sur des simulations informatiques comme principal outil. On pense que les disques des galaxies se forment par l'effondrement du gaz qui acquiert son spin initial au début de l'Univers. Au cours de leur évolution ultérieure, les galaxies subissent un large éventail de phénomènes, de l'accrétion de matière - ou sa sortie - aux fusions avec d'autres galaxies, qui modifient tous le spin et le moment cinétique du disque.
Les astronomes pensent que les galaxies spirales avec les plus grands disques galactiques se sont formées préférentiellement dans les protogalaxies avec le moment angulaire le plus élevé, bien que les premières tentatives pour vérifier cette prédiction à l'aide de simulations informatiques aient échoué. (Plus récemment, des simulations ont pu vérifier cette tendance.) Galaxies elliptiques, d'autre part, sont considérés comme les vestiges de fusions répétées de galaxies, mais leurs formes dépendent de nombreux détails comme les masses des galaxies, teneur en gaz, et les paramètres de collision. Par conséquent, ces fusions doivent être considérées comme cumulatives, contexte cosmologique avec un grand nombre d'exemples pour évaluer leur développement d'un point de vue statistique.
les astronomes du CfA Vicente Rodriguez-Gomez, Annalisa Pillepich et Lars Hernquist ont dirigé une équipe qui a analysé les morphologies d'environ dix-huit mille galaxies dans la simulation informatique Illustris. Les galaxies à disque et sphéroïdales apparaissent naturellement dans cette simulation. Ils constatent que les galaxies en fusion massive se développent en spirales ou en formes sphéroïdales en fonction de leur teneur en gaz (comme prévu, puisque l'activité de formation d'étoiles dépend de manière cruciale du gaz). De façon inattendue, ils constatent que pour les galaxies de masse inférieure - à peu près la masse de la Voie lactée ou moins - les fusions ne semblent pas jouer un rôle significatif dans la détermination de la morphologie. La raison semble être que dans les fusions de masse plus élevée, une galaxie accumule beaucoup plus d'étoiles du partenaire, et cela joue un rôle critique. Leur conclusion importante est que ce n'est que dans les galaxies massives que les fusions sont le facteur dominant dans la formation du système.