La question de l'origine des galaxies est au coeur des préoccupations actuelles en cosmologie, et constitue le "point focal" à explorer pour comprendre notre Univers. Françoise Combes nous raconte la naissance, l'histoire et l'évolution de ces galaxies, un parcours jalonné de paradoxes, car les observations ne sont pas toujours en accord avec les modèles simulés.
Comment les galaxies assemblent-elles leur masse? Est-ce essentiellement par fusions entre galaxies plus petites, ou par accrétion de gaz intergalactique? Les observations du taux de fusion en fonction du temps, et en parallèle les simulations numériques montrent que le rôle du gaz et de l'accrétion a été très longtemps sous-estimé dans le modèle hiérarchique standard de formation des structures. Celui-ci se heurte à plusieurs paradoxes : les galaxies massives forment leurs étoiles très tôt dans l'Univers, et ensuite semblent évoluer de façon passive, alors que la formation d'étoiles se fait aujourd'hui surtout dans les galaxies naines. La formation des trous noirs super-massifs apparaît aussi suivre ce mouvement anti-hiérarchique, les plus massifs sont formés très tôt, alors qu'aujourd'hui, nous n'assistons qu'à la croissance de petits trous noirs au centre des galaxies.
Un problème essentiel sous-tend la formation des galaxies, la matière noire. Les simulations numériques montrent que celle-ci devrait se concentrer au coeur des galaxies spirales, contrairement aux observations, et prédisent des milliers de satellites autour de chaque galaxie spirale, qui ne sont pas observés. Est-ce que les flambées de formation d'étoiles, ou l'explosion d'énergie due au trou noir super-massif, permettraient d'éloigner la matière noire?
Par Françoise Combes,
Astronome à l'Observatoire de Paris, membre de l'Académie des sciences, spécialiste de la formation des galaxies.
