Formation et évolution des amas

Un amas de galaxies est évidemment le rassemblement de plusieurs galaxies coexistant au sein d'un halo géant de matière noire et de gaz représentant essentiellement la masse visible. L'univers est en perpétuel mouvement. Les phénomènes qu'on aborde ici se déroulent sur plusieurs milliards d'années ; on parvient tout de même à les observer du fait de l'abondance des amas dans l'univers à différents stades de leur évolution. La gravité régit l'organisation des astres ; où une agitation domine la formation des amas de galaxies Le modèle cosmologique de formation hiérarchique des structures, montre que les systèmes les plus massifs de l'univers, comme les amas, se forment par accrétion successif d'objets voisins. De plus l'organisation d'un amas semble indiquer qu'on observe des galaxies elliptiques formées à la suite d'une collision entre deux galaxies spirales, puisque la densité de galaxies au centre de l'amas est plus grande. En revanche sur la périphérie on constate la présence de galaxies spirales récemment tombées dans l'amas subissant une compression de leur gaz ; entrainant la formation d'astres par effondrement gravitationnel ceci se produit lorsque les forces de pression ne peuvent plus s'opposer à l'effet de la gravitation. Outre l'accrétion d'objets, un amas à la possibilité d'évoluer en un superamas suite à la collision avec un autre amas.

 

Figures représentant la simulation numérique d’une collision entre deux amas de galaxies.

 

Simulation d'une collision entre deux amas de galaxies.

 

En astrophysique il est important de comprendre les phénomènes de collision. Lorsqu'il y a fusion de deux amas, le gaz situé à la jonction est généralement comprimé. Ainsi les amas ne se trouvent plus dans un état d'équilibre ; l'émission en rayon X est décalée par rapport à la distribution des galaxies. à la frontière des amas en cours de fusion, le gaz est portéà des températures élevées, et la modification gravitationnelle provoque un déséquilibre des disques de gaz de galaxies présents à l'interface. Ainsi il y a effondrement gravitationnel accélérant la formation d'étoiles. Lorsque deux galaxies fusionnent le même phénomène est observé, mais à des échelles plus petites ; les collisions entre galax ies dépendent du milieu ; dans un amas les galaxies se croisent sans qu'il y ait collisions d'étoiles puisque les distances qui les séparent sont très grandes par rapport aux dimensions des étoiles. En revanche, à chaque rencontre, les galaxies subissent des perturbations qui au bout d'un certain temps modifient leurs propriétés. Notamment leurs capacités à former des étoiles ; on a donc l'apparition de galaxies elliptiques.

 

Figures représentant la simulation numérique d’une collision entre deux galaxies.

 

Simulation d'une collision entre la Voie lactée et la galaxie d'Adromède.