Des astronomes simulent l’univers primitif et la naissance des premières galaxies

Une collaboration internationale d'astronomes a créé la simulation la plus détaillée à ce jour des premiers stades de l'univers. La simulation peut être vue dans la vidéo ci-dessous, montrant la première lumière se propageant à travers l'obscurité dans une période appelée l' époque de la réionisation , il y a environ 13 milliards d'années.

C'est la période où les atomes d'hydrogène se sont ionisés et ont permis à la lumière de se répandre dans l'univers, et les premières galaxies se sont formées. Cette période était chaotique et difficile à modéliser, c'est le défi relevé par la création de cette simulation Thesan développée par des scientifiques du MIT, de l'Université de Harvard et de l'Institut Max Planck d'Astrophysique.

"La plupart des astronomes n'ont pas de laboratoires pour mener des expériences. Les échelles d'espace et de temps sont trop grandes, donc la seule façon de faire des expériences est sur les ordinateurs", a déclaré l'auteur Rahul Kannan, astrophysicien au Centre d'astrophysique de Harvard. , dans un communiqué . "Nous sommes capables de prendre des équations physiques de base et des modèles théoriques directeurs pour simuler ce qui s'est passé dans l'univers primitif."

L'équipe a créé la simulation la plus détaillée à ce jour de ce qu'a pu être cette période, couvrant une zone de 300 millions d'années-lumière et traversant le premier milliard d'années après le Big Bang.

Parce que cela s'est passé il y a si longtemps, il est très difficile d'observer des preuves de cette période. Cependant, de nouveaux télescopes comme le télescope spatial James Webb (JWST) pourront voir des galaxies très lointaines – et comme la lumière prend du temps pour parcourir de telles distances, observer ces galaxies revient à remonter le temps. Les chercheurs espèrent que ces nouveaux télescopes pourront recueillir des données qu'ils pourront comparer à leur simulation.

"De nombreux télescopes mis en ligne, comme le JWST, sont spécifiquement conçus pour étudier cette époque", a déclaré Kannan. « C'est là que nos simulations entrent en jeu ; ils vont nous aider à interpréter les observations réelles de cette période et à comprendre ce que nous voyons.

Pouvoir comparer des données réelles à la simulation pourrait en dire plus sur cette période. "Et c'est la partie intéressante", a déclaré le co-auteur Mark Vogelsberger, professeur agrégé de physique au MIT. "Soit nos simulations et notre modèle thésan concordent avec ce que JWST trouve, ce qui confirmerait notre image de l'univers, soit il y aura un désaccord important montrant que notre compréhension de l'univers primitif est erronée."

La recherche est publiée dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society .