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Récemment, dans le cadre d’une nouvelle étude, des scientifiques ont développé un nouveau modèle informatique pour explorer le magnétisme et la turbulence du milieu interstellaire. Grâce à cela, ils ont pu obtenir des images époustouflantes des gaz tourbillonnants et des lignes magnétiques de notre galaxie dans une nouvelle simulation. Une véritable oeuvre d’art cosmique. Explications.
« La turbulence demeure l’un des plus grands problèmes non résolus de la mécanique classique », a déclaré James Beattie, chercheur postdoctoral à l’université de Toronto et l’un des scientifiques ayant contribué à l’étude. « Et ce, malgré son omniprésence : du lait tourbillonnant dans notre café aux flux chaotiques dans les océans en passant par le vent solaire, le milieu interstellaire et même le plasma entre les galaxies. La principale différence dans les environnements astrophysiques est la présence de champs magnétiques, qui modifient fondamentalement la nature des flux turbulents. »
Le champ magnétique du milieu interstellaire est créé par le mouvement du gaz et du plasma. Lorsque cette matière tourbillonne, elle génère des courants électriques, qui créent et renforcent ensuite les champs magnétiques. Ce processus est très similaire à celui de la Terre qui se forme dans son noyau de fer liquide en rotation. Et, bien que le champ magnétique de notre galaxie soit incroyablement faible, il joue toutefois un rôle important dans la formation de l’Univers.
Le nouveau modèle mis au point par James Beattie et son équipe, effectué sur le supercalculateur SuperMUC-NG du Centre de supercalcul Leibniz, en Allemagne, offre une résolution supérieure à celle des modèles précédents. Il permet de simuler des échelles spatiales très différentes, allant de régions de 30 années-lumière de diamètre à des structures environ 5 000 fois plus petites.
Le chercheur ajoutant : « C’est la première fois que nous pouvons étudier ces phénomènes avec un tel niveau de précision et à des échelles aussi différentes. Cela signifie que les astronomes pourraient acquérir une compréhension plus approfondie de processus tels que la formation des étoiles. Nous savons que la pression magnétique s’oppose à la formation d’étoiles en s’opposant à la gravité et en tentant d’effondrer une nébuleuse en formation d’étoiles. Nous pouvons désormais quantifier en détail ce à quoi on peut s’attendre en matière de turbulence magnétique à ces échelles. Pour valider la fiabilité du modèle, nous devons d’abord le tester par rapport à des observations connues. Cette étape est cruciale. Ce n’est qu’en comparant les prédictions du modèle aux données réelles que nous pourrons déterminer dans quelle mesure il capture les processus physiques sous-jacents qu’il prétend représenter. Sans cette validation, toute information ou hypothèse tirée du modèle serait au mieux spéculative. »
« Nous avons déjà commencé à vérifier si le modèle correspond aux données existantes sur le vent solaire et la Terre, et les résultats sont excellents. C’est très prometteur, car cela signifie que notre simulation nous permettra également d’en apprendre davantage sur la météo spatiale. La météo spatiale est essentielle, car nous étudions les particules chargées qui bombardent les satellites et les humains dans l’espace, et qui ont d’autres effets sur la Terre », a conclu James Beattie.
Pour aller plus loin, sachez que 26 millions de galaxies ont été dévoilées par les premières données du télescope Euclid.