Les astronomes ont longtemps été intrigués par les phénomènes supermassifs trous noirs qui semblent s’être pleinement formés aux premières époques de l’univers. Aujourd’hui, un nouvel article suggère que ces trous noirs monstrueux pourraient avoir émergé à l’aube de l’humanité. Big Bang comme de minuscules « graines » primordiales.
Presque toutes les galaxies abritent des trous noirs supermassifs dans leur noyau. Leur taille varie d’environ 100 000 fois la masse du soleil à des milliards de masses solaires. Le plus surprenant, les observations avec le Télescope spatial James Webb (JWST) ont révélé que ces géantes existaient à l’aube de l’aube cosmique, quelques centaines de millions d’années seulement après le Big Bang, juste après le début de la formation des premières étoiles et galaxies.
Le problème avec l’apparition si précoce des trous noirs supermassifs est que nous ne connaissons qu’un seul moyen de former des trous noirs : par la mort d’étoiles massives. Les étoiles doivent se former, vivre, mourir et laisser derrière elles des trous noirs. Ensuite, ils doivent fusionner et accumuler de nouveaux matériaux pour atteindre des proportions monstrueuses, le tout dans un laps de temps incroyablement court.
Cette situation inhabituelle a incité les chercheurs à trouver des moyens astucieux pour construire rapidement des trous noirs géants. Dans un article soumis Dans le Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, les chercheurs proposent une solution radicale : ces trous noirs géants pourraient être nés dans un univers incroyablement précoce.
Dans les années 1970, Stephen Hawking a proposé que l’univers ait pu produire naturellement un grand nombre de minuscules trous noirs au cours des premiers instants du Big Bang. Ces trous noirs ne proviendraient pas de l’effondrement d’étoiles ; ils naîtraient plutôt directement de la matière et de l’énergie compressées à des densités élevées lors des fluctuations chaotiques de ces premières époques.
Hawking a suggéré que ces trous noirs, qui pourraient être aussi petits que des astéroïdes, se dissoudraient lentement grâce à ce qu’on appelle Rayonnement de Hawking et être visible dans l’univers actuel. Des décennies d’enquêtes n’ont trouvé aucune preuve de l’existence de ces trous noirs primordiaux. Nous savons donc que s’ils existent, ils doivent constituer une infime fraction de toute la matière de l’univers.
Mais ce serait plus que suffisant : les chercheurs ont découvert que même une petite fraction des trous noirs primordiaux pouvait croître au cours d’une période de 100 millions d’années. Si ces trous noirs se trouvaient dans les collections de matière les plus denses, ils auraient pu accumuler suffisamment de matière pour atteindre un statut supermassif à l’époque à laquelle JWST les a observés.
Dans ce scénario, des trous noirs géants – probablement même celui de le centre de la Voie Lactée — ne grandirait pas après la formation des premières étoiles et galaxies, mais plutôt parallèlement à celles-ci. Ils gagneraient l’essentiel de leur masse au cours de l’âge des ténèbres cosmiques, avant que la lumière des étoiles ne brille dans tout l’univers. Lorsque ces premières étoiles se sont enflammées, elles auraient partagé le cosmos avec des monstres géants et imposants.
A ce stade, l’idée n’est qu’une hypothèse. Les chercheurs proposent que ce modèle de croissance des trous noirs soit intégré dans des simulations du développement des premières étoiles et galaxies pour voir à quel point le scénario est réaliste. Ensuite, ils pourront comparer ces trous noirs plus réalistes aux observations et voir si cela explique le mystère.
