Influence of the physics baryonique in the simulations of spiral galaxies

• Auteur / Autrice : Anaëlle Hallé
• Direction : Françoise Combes
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Astronomie et Astrophysique
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Matière interstellaire

Formation stellaire

Galaxies spirales

Résumé

Notre travail se concentre sur le rôle de la phase moléculaire froide et dense dans l'évolution des galaxies spirales. Cette phase peut jouer le rôle de réservoir de gaz à faible taux de formation stellaire dans les parties externes des disques. Après une présentation générale des propriétés des galaxies, en particulier des galaxies spirales, leur milieux interstellaire et leur évolution dynamique, nous passons en revue les simulations numériques hydrodynamiques contemporaines et l'implémentation de la physique baryonique. Nous présentons ensuite la série de simulations que nous avons effectuées. Ces simulations incluent du refroidissement jusqu'à basse température, en prenant notamment en compte de l'hydrogène moléculaire. Nous testons en particulier l'influence de l'hydrogène moléculaire dans des simulations avec différentes efficacités de rétroactions énergétique stellaire, et obtenons que le dihydrogène permet dans tous les cas une faible formation d'étoiles dans les parties externes des disques. Les disques gazeux ont de plus tendance à s'épaissir à grands rayons du fait de la rétroaction stellaire renforcée par la présence de dihydrogène. L'hydrogène moléculaire peut donc jouer le rôle de réservoir de matière baryonique dans les parties externes des galaxies spirales qui accrètent du gaz par les filaments cosmiques tout au long de leur vie

The modelling of baryonic physics in numerical simulations of disc galaxies allows to study the evolution of the different components, the physical state of the gas and the star formation. The present work aims at investigating in particular the role of the cold and dense molecular phase, which could play a role of gas reservoir in the outer galaxy discs, with low star formation efficiency. After a presentation of galaxies with a focus on spiral galaxies, their interstellar medium and dynamical evolution, we review the current state of hydrodynamical numerical simulations and the implementation of baryonic physics. We then present the simulations we performed. These include cooling to low temperatures, and a molecular hydrogen component. We especially test the impact of the presence of molecular hydrogen in simulations with several feedback efficiencies, and find that the molecular hydrogen allows in all cases some slow stellar formation to occur in the outer disc, with an effect on the vertical structure of the disc that is sensitive to the feedback efficiency. Molecular hydrogen is therefore able to play the role of gas reservoir in external parts of spiral galaxies, which accrete gas from cosmic filaments all along their lives