De la fontaine galactique aux étoiles simples
Dans les galaxies, comme notre Voie lactée, des étoiles massives produisent des vents importants qui soufflent à l'extérieur du disque de la galaxie. Certaines de ces étoiles peuvent exploser et envoyer l'essentiel de leur matière riche en métaux vers le haut, sortant du disque galactique. Ce gaz chaud enrichi en métal tourne en rond et se refroidit avant de retomber sur la galaxie. Les astrophysiciens désignent ce phénomène sous le nom de fontaine galactique. Il est extrêmement difficile de simuler une structure aussi massive tout en tenant compte des sous-structures telles que les bras spiraux, les nuages de gaz qui forment les étoiles et les explosions de supernova. Mais c'est ce qu'ont réussi les scientifiques travaillant dans le cadre du projet SFTISM (Star formation in the turbulent interstellar medium), financé par l'UE, en utilisant une technique de calcul avancé. Les chercheurs ont utilisé une méthode connue sous le nom de maillage adaptatif qui concentre les ressources en calcul sur les régions présentant un intérêt. Le flux de la fontaine galactique est évalué de manière approximative avec le plus faible niveau de résolution, tandis que les zones avec formation apparente d'étoiles sont décrites en résolution plus élevée. Un code numérique a été développé pour utiliser plusieurs processeurs de systèmes de calcul intensif. Des simulations à grande échelle de la fontaine galactique ont été conduites dans le cadre du programme Partnership for Advanced Computing in Europe (PRACE) et du programme de calcul intensif de la NASA (National Aeronautics and Space Administration). Les résultats ont révélé que les turbulences supersoniques qui trouvent leur origine dans les supernovas et diverses autres sources conduisent à l'émergence de jeunes étoiles. Dans une série d'articles scientifiques, les chercheurs du projet SFTISM ont comparé les simulations de grands échantillons de nuages moléculaires formant des étoiles avec les observations. L'étude des halos gazeux des galaxies était importante pour comprendre les différents processus qui convertissent le gaz (la matière brute de l'univers) en étoiles et en accrétion de masse sur les protoétoiles. Les résultats du projet SFTISM offrent une vision inédite des processus physiques qui contribuent à la formation de l'écosystème galactique.
Mots‑clés
Fontaine galactique, Voie lactée, formation des étoiles, milieu interstellaire, calcul intensif