Formation et évolution des galaxies
La formation et l'évolution des galaxies étudient comment celles-ci émergent des fluctuations de densité primordiales et se développent par l'accrétion de gaz, la formation d'étoiles, les fusions et les rétroactions au cours du temps cosmique.
Definition
La formation et l'évolution des galaxies est la branche de l'astrophysique qui explique comment les galaxies prennent naissance au sein de halos de matière noire en croissance et évoluent au fil du temps par l'afflux et le refroidissement du gaz, la formation d'étoiles, les rétroactions énergétiques qui régulent cette croissance, et les fusions avec d'autres galaxies.
Scope
Ce domaine couvre la croissance hiérarchique des structures à partir des halos de matière noire, l'assemblage des galaxies par des fusions et des interactions, la régulation de la formation d'étoiles par l'apport de gaz et les rétroactions, ainsi que l'évolution observée de la population de galaxies depuis l'univers primordial jusqu'à nos jours.
Sub-topics
Core questions
- Comment les galaxies se forment-elles au sein du réseau cosmique des halos de matière noire ?
- Quels rôles les fusions et les interactions jouent-elles dans la formation des galaxies ?
- Comment la formation d'étoiles est-elle régulée par l'apport de gaz et les rétroactions ?
- Comment la population de galaxies a-t-elle évolué au cours du temps cosmique ?
Key theories
- Formation hiérarchique en deux étapes
- White et Rees ont proposé que les halos de matière noire se forment d'abord par effondrement gravitationnel et regroupement, après quoi le gaz se refroidit en leur sein pour former les galaxies lumineuses, établissant ainsi le cadre de la théorie moderne.
- Croissance régulée par rétroaction
- L'énergie des supernovae et des noyaux galactiques actifs chauffe et éjecte le gaz, supprimant la formation d'étoiles et façonnant la fonction de masse des galaxies au sein du modèle cosmologique.
- L'histoire cosmique de la formation d'étoiles
- Le taux de formation d'étoiles moyen en volume a atteint un pic plusieurs milliards d'années après le Big Bang et a depuis diminué, une histoire que tout modèle réussi d'évolution des galaxies doit reproduire.
Clinical relevance
La formation des galaxies relie la cosmologie, la dynamique des gaz, la formation d'étoiles et la croissance des trous noirs en un récit unique de la manière dont l'univers visible s'est assemblé, et elle fournit le cadre théorique pour l'interprétation des relevés profonds et des télescopes de nouvelle génération.
History
La vision moderne a débuté avec la théorie en deux étapes de White et Rees en 1978, reliant les galaxies aux halos de matière noire. Les simulations numériques et les modèles semi-analytiques se sont développés au cours des années 1990 et 2000, et des relevés profonds ont cartographié l'histoire cosmique de la formation d'étoiles, établissant collectivement la formation hiérarchique régulée par rétroaction comme cadre standard.
Key figures
- Simon White
- Martin Rees
- Piero Madau
- Rachel Somerville
Related topics
Seminal works
- white1978
- madau2014
- mo2010
Frequently asked questions
- Les galaxies se sont-elles formées avant ou après les halos de matière noire ?
- Selon le modèle standard, les halos de matière noire s'effondrent en premier car la matière noire n'émet pas de rayonnement. Le gaz ordinaire tombe ensuite dans ces halos, se refroidit et forme des étoiles, ainsi la galaxie lumineuse s'assemble à l'intérieur d'un halo préexistant.
- Pourquoi les galaxies cessent-elles de former des étoiles ?
- Les galaxies peuvent manquer de gaz froid, et les rétroactions énergétiques des supernovae et des noyaux galactiques actifs chauffent ou expulsent le gaz, ce qui étouffe la formation d'étoiles. L'environnement, tel que la présence dans un amas, peut également priver la galaxie de son approvisionnement en gaz.