instruire l'émergence des galaxies massives et leur évolution – iMAGE

Pendant les trois premiers milliards d'années de l'Univers, les galaxies massives présentent les phases les plus fascinantes de leur évolution, avec des variations extrêmes de leur formation d'étoiles et des changements radicaux de leur morphologie. Notre projet vise à caractériser leur croissance et leur chute à 2<z<11 et à élucider les processus physiques régulant la formation d'étoiles et déclenchant la transformation morphologique. Nous avons une occasion unique de caractériser ces phases évolutives avec des observations beaucoup plus profondes et spatialement résolues dans l'infrarouge moyen que jamais auparavant, en utilisant un grand relevé JWST prévu à l'automne 2022. Pour la première fois, nous dévoilerons la morphologie détaillée des galaxies massives à z>2, nous disséquerons les galaxies associées à des sursauts de formation d'étoiles, nous établirons l'émergence de galaxies passives et de quenching. Nous établirons le lien entre ces différentes phases en développant des outils avancés pour reconstruire systématiquement les histoires de formation d'étoiles. Afin de disséquer la physique à l'origine des événements extraordinaires qui ponctuent l'histoire précoce des galaxies massives, nous devons les confronter à nos modèles théoriques. Notre équipe produira un ensemble de simulations hydrodynamiques de type zoom-in variant différentes prescriptions physiques. En calibrant ces simulations par rapport aux statistiques établies dans l'Univers à haute résolution, nous obtiendrons de nouvelles informations essentielles sur la façon de décrire les processus physiques sous-jacents. Cette combinaison unique d'observations de l'Univers profond et de simulations de pointe est transformatrice pour notre connaissance de l'assemblage de masse et pour résoudre la question de longue date de l'origine des galaxies elliptiques rouges.