Autour de chaque galaxie s'étend un vaste halo de gaz, essentiel à son développement. Ce milieu circumgalactique, difficile à observer, joue un rôle crucial dans l'apport de gaz frais et la gestion de la matière expulsée. Les modèles actuels, souvent basés sur des hypothèses d'équilibre, peinent à en saisir toute la complexité. Pour pallier cette lacune, le projet MEGATRON a été initié, révélant aujourd'hui l'influence déterminante de la physique hors équilibre et du rayonnement local des étoiles sur notre compréhension de cet environnement.
Les simulations cosmologiques d'une précision inédite développées par l'équipe MEGATRON explorent quatre enjeux scientifiques majeurs. Elles mettent en lumière l'émission d'hydrogène bêta et d'oxygène induite par le rayonnement, la formation précoce de molécules comme H2 et CO dans les galaxies lointaines, la manière dont différents ions tracent des phases gazeuses distinctes au sein du milieu circumgalactique, et le lien entre la matière noire et la formation des structures cosmiques.
Cinq articles issus de MEGATRON abordent des aspects complémentaires : les premières étoiles, l'enrichissement chimique, les spectres des galaxies lointaines observables avec le télescope spatial James-Webb (JWST), le milieu interstellaire et le gaz environnant. L'objectif commun est de comprendre l'Univers jeune en suivant simultanément la lumière, la chimie, les étoiles et les échanges de matière dans un cadre physique unifié.
Ces découvertes bouleversent notre vision du halo gazeux, révélant que le gaz conserve une mémoire de son histoire et que ses propriétés n'évoluent pas instantanément. Ces avancées, qui modifient significativement les observables, promettent une interprétation plus fine des données du JWST et ouvrent de nouvelles perspectives pour étudier le cycle de la matière, de la formation des premières étoiles à la maturité des galaxies.
