Simulations numériques chemodynamiques de la formation et de l'évolution des galaxies

Chemodynamical simulations of the formation and the evolution of galaxies

• Auteur / Autrice : Nicolas Champavert
• Direction : Hervé Wozniak
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Astrophysique
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Lyon 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Matière interstellaire

Galaxies spirales

Galaxies

Résumé

Les galaxies sont des systèmes complexes où la dynamique et l'évolution chimique sont intimement liées. Afin d'étudier la formation et l'évolution des galaxies, nous avons développé un nouveau code chemodynamique nous permettant de traiter simultanément et de manière cohérente la dynamique et l'évolution chimique. Notre code décrit le milieu interstellaire et les principaux processus physiques y prennant place. La formation et l'évolution stellaire sont traitées selon un schéma de recyclage non-instantané. Une des originalités du code réside dans le suivi des abondances individuelles de plusieurs éléments chimiques. Celui-ci permet le calcul du refroidissement du gaz conformément à sa composition chimique, l'étude de l'évolution de celle-ci et des gradients d'abondances, aussi bien spatialement que temporellement. Les premiers tests effectués montrent l'importance du suivi des abondances individuelles des éléments, car celles-ci influent sur le refroidissement du gaz et par conséquent sur l'historique de formation stellaire et de l'enrichissement chimique. Notre description à deux phases du milieu interstellaire nous permet de reproduire trois milieux distincts en accord avec les observations. La pente de la fonction de masse initiale des amas stellaires est semblable à celle observée. Finalement, grâce à ce nouveau code chemodynamique, nous sommes en mesure d'étudier les différents mécanismes physiques impliqués dans l'évolution des galaxies aussi bien du point de vue dynamique que chimique

Galaxies are complex systems where dynamics and chemical evolution are closely linked. In order to study the formation and the evolution of galaxies, we have developed a new chemodynamical code in which dynamics and chemical evolution are modelled in a self-consistent way. Our code describes the interstellar medium, the main physical processes of the ISM and the interaction with stars. Stellar evolution and feedback are modelled with a non-instantaneous recycling approach. One original feature of our code is the record of the evolution of individual abundances for several chemical elements. This allows us to compute the radiative cooling of the gas according to its chemical composition. We can also study the temporal and spatial evolution of chemical composition and chemical gradients. The first tests highlight the importance of individual chemical abundances tracking and its influence on gas cooling, and also on star formation and chemical enrichment histories. Furthermore, with our two-phased ISM model, we can reproduce a three-media ISM matching the observations. The slope of the cluster initial mass function is also close to observations. Finally, our new chemodynamical code allows us to study the different physical processes leading to the evolution of galaxies on both dynamical and chemical points of view