Thèse soutenue

Influence de la dynamique gravitationnelle sur la formation des galaxies

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Auteur / Autrice : Stéphane Ninin
Direction : François Bouchet
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique théorique
Date : Soutenance en 1999
Etablissement(s) : Paris 11

Mots clés

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Résumé

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L'Univers semble être essentiellement constitué de "matière sombre", dont l'action gravitationnelle est très importante, dans nombres de processus astrophysiques ou cosmologiques. Dans cet Univers, aux paramètres cosmologiques déterminés avec une faible précision, les principaux mécanismes régissant la formation des galaxies sont encore mal connus : le gaz tombe dans les puits de potentiel de cette matière sombre, se refroidit, forme des étoiles, qui évoluent ensuite, réchauffent le milieu, éjectent gaz et métaux. Cette série complexe de phénomènes physiques est usuellement étudiée par des méthodes semi-analytiques, qui les modélisent de façon simple. La matière sombre est, quant à elle, étudiée analytiquement dans les régimes dits " linéaires " ou " faiblement non-linéaires ", ou bien à l'aide de simulations numériques. Dans cette thèse, nous combinons quant à nous deux approches orthogonales à priori : les simulations à N-corps et ces méthodes semi-analytiques. A l'aide d'un code à N-corps appelé " code en arbre " écrit et optimisé pour architectures massivement parallèles, nous avons simulé l'évolution de la matière sombre dans plusieurs modèles cosmologiques d'Univers. Nous avons étudié ses propriétés statistiques et dynamiques (distribution en masse, fusion, fragmentation, etc. . ) et comparé les résultats obtenus à divers modèles théoriques, tels que le " formalisme Press & Schechter " par exemple. Dans les modèles hiérarchique de formation des structures que nous étudions, les objets les moins massifs se forment le plus tôt, et fusionnent en objets de plus en plus massifs. Ces processus de fusion des " halos " de matière, sombre peuvent se représenter sous la forme d'un arbre, appelé " arbre de fusions des halos ". Nous avons couplé cette représentation de la matière sombre aux méthodes semi-analytiques, pour modéliser, dans cet arbre, l'évolution du gaz, et la formation des galaxies. Les comparaisons de nos premiers résultats aux observations sont très encourageantes pour la suite de ces travaux.