Comment la lumière et la chimie façonnent le halo gazeux des jeunes galaxies
Autour de chaque galaxie s’étend un immense halo de gaz, bien plus vaste que son disque stellaire. Ce milieu circumgalactique, difficile à observer directement, joue un rôle clé : il fournit du gaz frais aux galaxies, reçoit la matière expulsée par les étoiles et les supernovae, et conserve la trace des échanges de matière qui accompagnent leur croissance. Cependant les modèles actuels, fondés sur des hypothèses d’équilibre, peinent à en capturer la complexité. C’est pour combler cette lacune que le projet international MEGATRON, auquel collaborent des équipes du CNRS-INSU (voir encadré) a vu le jour, et révèle aujourd’hui comment la physique hors équilibre et le rayonnement local des étoiles dans une galaxie modifient profondément notre lecture du milieu circumgalactique.
Pour y parvenir, l’équipe a développé des simulations cosmologiques d’une précision inédite. Cinq articles issus de MEGATRON abordent des facettes complémentaires : les premières étoiles, l'enrichissement chimique, les spectres des galaxies lointaines observables avec le télescope spatial James Webb (JWST), le milieu interstellaire et le gaz qui entoure les galaxies. Le fil conducteur de cette collaboration est le même : comprendre l'Univers jeune exige de suivre la lumière, la chimie, les étoiles et les échanges de matière dans un même cadre physique.
Les résultats bouleversent la compréhension du halo gazeux : le gaz qui l’occupe conserve une forme de « mémoire » de son histoire, et ses propriétés ne s’ajustent pas instantanément aux changements de température ou d’environnement. Ces découvertes, qui modifient significativement les observables, ouvrent la voie à une interprétation plus fine des données du télescope James Webb. Elles offrent aussi de nouvelles perspectives pour étudier le cycle de la matière qui construit les galaxies, depuis leurs premières étoiles jusqu’à leur maturité.
Laboratoires CNRS impliqués
- Institut d'astrophysique de Paris (IAP)
Tutelles : CNRS / Sorbonne Université
- Centre de Recherche Astrophysique de Lyon (CRAL - OSUL)
Tutelles : CNRS / ENS De Lyon / Lyon 1 Université
Contact
Pour en savoir plus
- MEGATRON: the impact of non-equilibrium effects and local radiation fields on the circumgalactic medium at cosmic noon (10.33232/001c.169640)
- MEGATRON: The Physical Origins of Steep UV Slopes at high redshift (10.33232/001c.169642)
- MEGATRON: Reproducing the Diversity of High-Redshift Galaxy Spectra with Cosmological Radiation Hydrodynamics Simulations(10.33232/001c.169643)
- MEGATRON: how the first stars can create an iron metallicity plateau in the smallest dwarf galaxies10.33232/001c.169605)