To investigate the physics of galaxy formation through hierarchical merging, it is necessary to simulate galaxy interactions varying a large number of parameters : morphological types, mass ratios, orbital configurations, etc. On one side, these simulations have to be run in a cosmological context, able to provide a large number of galaxy pairs. On the other side, the resolution has to be high enough at galaxy scales, to provide realistic physics. The GalMer database is a library of thousands of simulations of galaxy mergers at moderate spatial resolution. It satisfies precisely this compromise between the diversity of initial conditions and the details of underlying physics.

The simulations are as realistic as possible. They include all state of the art physics known : gravitational N-body interactions between all particles (gas clouds, stars and dark matter), gas dissipation and hydrodynamics, formation of stars from the gas according to the observed Schmidt-Kennicutt law, feedback associated to starburst, provided by stellar winds and supernovae explosions, etc..

Figure 1 : Exemple de résultats obtenus interactivement à partir de l’interface Web de GalMer : une époque de la simulation est présentée, après sélection des conditions initiales des galaxies en interaction, et leur orbite. L’image peut être analysée par plusieurs outils : rotations géométriques, rendu de la photométrie, ou des spectres dans une région choisie, etc ...

The results from the simulations can be analysed as for observations, and with even more details. For each selected projection, on-the-fly programs compute the projected image, with colour maps according to the age of the stars along the line of sight. The simulation knows the average birth time of any stellar particle, and computes the corresponding colour from the stellar population synthesis model PEGASE. A dust screen can be applied, corresponding to the gas column density along the line of sight, and according to the metal abundance computed from the stellar yield at each time-step of the simulation. Dust emission is also computed in the infrared, through a very simple and approximate radiative transfer.

All data can be accessed from the database, including all coordinates, velocities and properties of simulated particles in FITS binary tables. The main advantages of the database are VO access interfaces and value-added services which allow users to compare the results of the simulations directly to observations. GalMer can be used as a virtual telescope producing broadband images, 1D spectra, 3D spectral datacubes, and even producing the star formation rate, and history, along the galaxy interactions. Examples of the scientific usage of the database are given in the reference below. They include (1) studies of the star formation efficiency in interactions ; (2) creation of old counter-rotating components ; (3) reshaping metallicity profiles in elliptical galaxies ; (4) orbital to internal angular momentum transfer ; (5) reproducing observed colour bimodality of galaxies.

Figure 2 : L’interface entre la base de données GalMer et les outils de l’OV est fournie par un intergiciel, illustré ici, permettant d’obtenir un spectre dans VOSPEC, et une carte dans Aladin.

See the web site http://galmer.obspm.fr. The PI of the GalMer project is Paola Di Matteo. To contact the Galmer team, mail to Reference

I. V. Chilingarian, P. Di Matteo, F. Combes, A.-L. Melchior, B. Semelin The GalMer database: galaxy mergers in the Virtual Observatory <a href=http://arxiv.org/abs/1003.3243> accepted in Astronomy & Astrophysics, Mars 2010 ->ma' + 'ilto:' + part1 + '@' + part2 + '" class='spip_out'>’ + part3 +’</’ +’a’ +’>’) ; // -

Contact

Igor Chilingarian (Observatoire de Paris, LERMA, et Observatoire de Strasbourg)

Paola Di Matteo, (Observatoire de Paris, GEPI, et CNRS)

Francoise Combes, (Observatoire de Paris, LERMA, et CNRS)

Anne-Laure Melchior, (Observatoire de Paris, LERMA, et UPMC)

Benoit Semelin, (Observatoire de Paris, LERMA, et UPMC)

Dernière modification le 4 mars 2013

Pour étudier la physique de la formation des galaxies dans le cadre du scénario de fusion hiérarchique, il est nécessaire de simuler un grand nombre d’interactions de galaxies, en variant beaucoup de paramètres : types morphologiques, rapports de masse, géométrie des orbites, etc. D’un côté, ces simulations doivent être faites dans un contexte cosmologique, capable de fournir un grand nombre de paires de galaxies. De l’autre côté, la résolution doit être assez haute à l’échelle des galaxies, pour traiter la physique de façon réaliste. La base de données GalMer est une bibliothèque de milliers de simulations de fusions de galaxies à la résolution spatiale modérée. Elle satisfait précisément ce compromis entre la diversité des conditions initiales et les détails de la physique sous-jacente.

Les simulations sont aussi réalistes que possible. Elles incluent toute la physique connue pertinente pour les galaxies : interactions gravitationnelles N-corps entre toutes les particules (nuages de gaz, étoiles et matière noire), hydrodynamique et dissipation du gaz, formation d’étoiles à partir du gaz selon la loi observée de Schmidt-Kennicutt, rétroaction associée au starburst, soit par les explosions de supernovae ou les vents stellaires, etc ...

Figure 1 : Exemple de résultats obtenus interactivement à partir de l’interface Web de GalMer : une époque de la simulation est présentée, après sélection des conditions initiales des galaxies en interaction, et leur orbite. L’image peut être analysée par plusieurs outils : rotations géométriques, rendu de la photométrie, ou des spectres dans une région choisie, etc ...

Les résultats des simulations peuvent être analysés comme pour les observations, et avec bien plus de détails. Pour chaque projection choisie, des programmes calculent au vol l’image projetée, avec des cartes couleur selon l’âge des étoiles le long de la ligne de visée. La simulation connait la date moyenne de naissance de n’importe quelle particule stellaire, et calcule la couleur correspondante par le modèle de synthèse de population stellaire PEGASE. Un écran de poussière peut être appliqué, correspondant à la densité de colonne de gaz le long de la ligne de visée, et selon l’abondance en métaux calculée à partir de l’enrichissement des étoiles à chaque pas de temps de la simulation. L’émission de la poussière dans l’infrarouge est également calculée, par un transfert de rayonnement très simple et approximatif.

Toutes les données sont accessibles à partir de la base, y compris toutes les coordonnées, vitesses et propriétés des particules simulées, dans des tables binaires en format FITS. Les avantages principaux de la base de données sont les interfaces d’accès de l’OV et des services à valeur ajoutée qui permettent aux utilisateurs de comparer les résultats des simulations directement aux observations. GalMer peut être utilisé comme un télescope virtuel produisant des images à bande large, des spectres 1D, des cubes spectraux 3D, et même le taux de formation d’étoiles, et son histoire, tout au long de l’interaction entre les galaxies. Des exemples de l’utilisation scientifique de la base sont donnés dans la référence ci-dessous. Ils incluent (1) des études de l’efficacité de formation d’étoiles dans les interactions ; (2) la formation de composants en contre rotation ; (3) le remodelage des profils de metallicité dans les galaxies elliptiques ; (4) le transfert de moment angulaire de l’orbite aux moments internes ; (5) la reproduction de la bimodalité observée des couleurs des galaxies.

Figure 2 : L’interface entre la base de données GalMer et les outils de l’OV est fournie par un intergiciel, illustré ici, permettant d’obtenir un spectre dans VOSPEC, et une carte dans Aladin.

Voir le site web http://galmer.obspm.fr. Le PI du projet GalMer est Paola Di Matteo. Pour contacter l’équipe GalMer, écrire à

I. V. Chilingarian, P. Di Matteo, F. Combes, A.-L. Melchior, B. Semelin The GalMer database: galaxy mergers in the Virtual Observatory <a href=http://arxiv.org/abs/1003.3243> accepted in Astronomy & Astrophysics, Mars 2010 ->ma' + 'ilto:' + part1 + '@' + part2 + '" class='spip_out'>’ + part3 +’</’ +’a’ +’>’) ; // -

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Igor Chilingarian (Observatoire de Paris, LERMA, et Observatoire de Strasbourg)

Paola Di Matteo, (Observatoire de Paris, GEPI, et CNRS)

Francoise Combes, (Observatoire de Paris, LERMA, et CNRS)

Anne-Laure Melchior, (Observatoire de Paris, LERMA, et UPMC)

Benoit Semelin, (Observatoire de Paris, LERMA, et UPMC)

Dernière modification le 22 février 2013