Les galaxies, ce sont avant tout des ensembles d'étoiles, de gaz et de poussière, des « îles » dans un Univers presque vide, reliées entre elles par de ténus filaments de matière. Les chercheurs tentent de comprendre leur structure à partir de la lumière émise par leurs étoiles. Mais l’observation n'est pas la seule façon de les étudier. Les visuels présentés ici ne sont pas issus de télescopes. Ils proviennent d'une simulation numérique : une modélisation informatique qui tente de reproduire la formation de ces galaxies. Intégrant simultanément des millions de paramètres, les calculs peuvent être très longs, et ne peuvent être réalisés que par des supercalculateurs. Les images qu’ils produisent, permettent de visualiser (en couleurs artificielles) différentes propriétés physique des galaxies, comme la température ou la densité du gaz.

C'est notamment à l'aide de ces images que les scientifiques essaient de répondre à des questions telles que la formation des premières galaxies. Elles ont permis d’élaborer le scénario suivant : grâce à la gravité, la matière a tendance à s’agglomérer dans les endroits les plus denses. Ces zones de forte densité sont reliées entre elles par des filaments de matière, formant une sorte de « toile d'araignée cosmique ». Au croisement de ces filaments, la matière sera suffisamment concentrée pour que les premières étoiles, puis galaxies se forment.

Merci à Maxime Trebitsch pour sa contribution.