XENAKIS, REGARDS CROISÉS SUR LA GALAXIE D'ANDROMÈDE
À l’occasion du centenaire de la naissance de Iannis Xenakis, compositeur, ingénieur et architecte, le planétarium de la Cité des sciences et de l'industrie, associé à la programmation de la Cité de la musique - Philharmonie de Paris, a produit le spectacle « Xenakis, regards croisés sur la galaxie d’Andromède ».
Yohan Dubois, astrophysicien à l’IAP, a réalisé pour ce spectacle une simulation numérique de la collision de la Voie Lactée avec notre galaxie voisine, Andromède, à partir de leurs positions actuelles respectives dans le ciel. Les deux disques galactiques commencent à interagir après 4 milliards d’années et terminent leur fusion au bout de 8 milliards d’années (Fig. 1 à 3). Cette simulation numérique, réalisée avec le code informatique RAMSES, modélise la gravitation, l’hydrodynamique du gaz, la formation des étoiles à partir du contenu en gaz disponible dans le milieu interstellaire des deux galaxies, ainsi que les explosions de supernovæ produites en fin d'évolution des étoiles massives. La Voie Lactée et Andromède sont des galaxies « spirales », composées d'un « bulbe » central (Fig. 2), et d'un disque dans lequel des ondes de densité concentrent les étoiles dans des « bras spiraux » (Fig. 1). Pendant l’interaction entre les deux galaxies, les orbites des étoiles distribuées au sein de leurs disques galactiques sont fortement perturbées et des queues de marées gravitationnelles apparaissent : de nombreuses étoiles sont dispersées en dehors des disques (Fig. 2). La fusion finale (Fig. 3) remplace les deux disques galactiques, la Voie lactée et Andromède, en une nouvelle galaxie baptisée Lactomède, une gigantesque galaxie elliptique.
Cette simulation à très haute résolution (plus de 8000 pixels de côté, au format sphérique) est visible du 9 mars au 10 avril 2022 sur le grand dôme du planétarium de la Cité des sciences, et procure une expérience saisissante. La vidéo peut être visionnée plus bas sur cette page.
Figure 1 : Phase d’approche dans l’interaction entre Andromède (à gauche) et de la Voie Lactée (à droite) après 3 milliards d’années. La série d'images montre les étoiles anciennes des deux disques galactiques par un dégradé du jaune vers le rouge (selon la densité numérique et l’âge de ces étoiles), et en bleu les émissions des étoiles jeunes et du gaz (crédit : Yohan Dubois).
Figure 2 : Phase d’éloignement d’Andromède (à droite) et de la Voie Lactée (à gauche) après 4.5 milliards d’années. Le croisement des trajectoires des deux galaxies au terme de leur phase d'approche précédente (Fig. 1) les ont perturbées via les effets de champ de marée gravitationnelle, comme illustré par les nuées d'étoiles dispersées à distance des deux disques galactiques. Les deux disques apparaissant par la tranche dans cette vue, les bulbes centraux des galaxies (surépaisseur jaune ou rouge) sont alors visibles (crédit : Yohan Dubois).
Figure 3 : Au terme d'une nouvelle phase d'approche, après 5 milliards d'année (à gauche), Andromède et la Voie Lactée fusionnent en mélangeant leur étoiles et leur gaz, ce qui les conduit à former, après 7 milliards d’années (à droite), une nouvelle galaxie ressemblant à une galaxie elliptique, Lactomède (crédit : Yohan Dubois).
Vidéo : L'ensemble de l'interaction au terme de laquelle Andromède et la Voie Lactée fusionnent en une seule galaxie (crédit : Yohan Dubois).
Rédaction et contact
- Yohan Dubois
Institut d’astrophysique de Paris, CNRS, Sorbonne Université
yohan.dubois [à] iap [point] fr
Iconographie : Yohan Dubois, Valérie de Lapparent
Mise en page : Jean Mouette
Avril 2022