Une nouvelle norme dans l’étude des premières galaxies
Le fait que l’espace soit très vaste ne surprend peut-être pas. «Bien que les images représentent les galaxies comme des amas brillants d’étoiles, il existe en réalité une énorme quantité d’espace entre chaque étoile individuelle», explique Andrea Ferrara, professeur à la Scuola Normale Superiore de Pise, en Italie. Cet espace entre les étoiles est ce qu’on appelle le milieu interstellaire (MIS). Il contient des gaz, des éléments lourds et des poussières. «Le MIS agit comme un réservoir de matière et d’énergie pour la galaxie et représente le carburant à partir duquel les étoiles se forment», explique Andrea Ferrara. «En tant que tel, il pourrait fournir des informations importantes sur les coins les plus anciens de l’univers.» Le projet INTERSTELLAR, financé par l’UE, contribue à exploiter ce potentiel. Le projet, qui a reçu le soutien du Conseil européen de la recherche (CER), visait à étudier le MIS des galaxies les plus éloignées, celles qui se sont formées dans les 13 milliards d’années qui ont suivi le Big Bang. «Notre objectif était de caractériser les propriétés du MlS des premières galaxies de l’univers en fonction de leur composante stellaire, de l’histoire de leur assemblage et de leur environnement cosmique», ajoute Andrea Ferrara, qui a été le coordinateur du projet.
De nouvelles connaissances essentielles sur le milieu interstellaire
Pour y parvenir, le projet a construit un nouveau cadre innovant qui recourt à une combinaison de modèles théoriques, de simulations numériques à haute résolution et de données acquises à l’aide des outils les plus avancés, notamment le télescope spatial James Webb (JWST) et l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). «L’une des réalisations les plus importantes du projet est l’inclusion du plus grand nombre de processus physiques dans une technique que nous appelons “simulations par zoom avant”, qui est en fait la simulation à la résolution la plus élevée des premières galaxies», fait remarquer Andrea Ferrara. Associé à des algorithmes d’apprentissage automatique et tirant parti de la puissance du calcul à haute performance, ce cadre a servi à obtenir de nouvelles informations cruciales sur le MIS. «Nous avons découvert que les propriétés observées des premières galaxies sont déterminées par des processus physiques très différents de ceux qui sont à l’œuvre dans les galaxies locales, y compris notre Voie lactée», note Andrea Ferrara.
Une bonne compréhension de la formation des premières galaxies
Selon Andrea Ferrara, le projet INTERSTELLAR a établi une nouvelle norme dans la manière d’étudier les premières galaxies, qui est déjà largement reconnue par la communauté de la recherche. «Alors que nous entrons dans l’ère du JWST, où des découvertes stupéfiantes nous attendent à chaque coin, INTERSTELLAR fait office de pierre de Rosette, en permettant aux chercheurs de bien comprendre la manière dont les premières galaxies se sont formées», conclut-il. L’équipe d’INTERSTELLAR cherche déjà à étendre ses recherches grâce à une subvention du CER pour la création de synergies, tandis que plusieurs chercheurs individuels ont lancé leurs propres projets CER. L’équipe collabore également avec des initiatives de recherche internationales telles que REBELS et CRISTAL, et a publié de nombreux articles sur ses travaux.
Mots‑clés
INTERSTELLAR, galaxies, univers, espace, étoiles, milieu interstellaire, Big Bang, télescope spatial James Webb, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
