Résumé
Comment se forment les galaxies ? L’une des premières hypothèses consistait à imaginer un effondrement brutal ou progressif d’un seul système sur lui-même, qui formerait rapidement des étoiles, en résultant dans une galaxie elliptique, ou bien un halo d’étoiles vieilles et un disque de gaz et d’étoiles jeunes, selon la vitesse relative de l’effondrement et de la formation d’étoiles. Un autre scénario, le scénario hiérarchique, qui est privilégié aujourd’hui, consiste à penser que les premières galaxies sont toutes des disques (à cause du gaz), et que la fusion de galaxies annule le moment angulaire et détruit les disques, pour former des galaxies early-type. Il faut rajouter à celui-ci le fait que la plupart des baryons sont encore en dehors des galaxies, donc une grande partie de la matière est accrétée à partir des filaments cosmiques, encore aujourd’hui.
Pour quantifier le scénario hiérarchique, il faut pouvoir estimer exactement la friction dynamique, qui fait fusionner les galaxies ensemble. Le processus est délicat et chaotique, surtout la friction à distance. Et la formule de Chandrasekhar, très utilisée pour avoir une estimation analytique, n’est souvent pas valable. Il faut essayer d’estimer la friction avec des simulations numériques, mais celles-ci sont en général loin de la réalité, à cause des résolutions, spatiales et en masse, limitées.
Les calculs de friction permettent d’estimer la vitesse de formation des bulbes par fusions, la vitesse des barres dans les halos de matière noire, la durée de vie des groupes compacts de galaxies, selon la distribution de matière noire, etc. On voit que la principale friction est due à la matière noire, et c’est pourtant le composant le plus inconnu. Cela permettra peut-être de contraindre les modèles de matière noire. En ce moment, le modèle standard de matière noire froide (CDM) parvient difficilement à expliquer la grande fréquence de galaxies sans bulbe autour de nous.
