En combinant les données du Chandra Deep Field-North (CDFN) du télescope spatial Chandra avec des observations de longueurs d'ondes submillimétriques et optiques, une équipe internationale de scientifiques a prouvé que beaucoup de galaxies adolescentes extrêmement lumineuses et leurs trous noirs centraux ont subi des expansions phénoménales il y a 10 milliards à 12 milliards d'années. Ces regains de croissance pourraient précéder l'apparition de quasars, galaxies éloignées qui contiennent les plus grands et les plus actifs trous noirs de l'Univers.
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L'illustration montre deux trous noirs centraux dans des galaxies en train de fusionner (SMG 123616,1+621513). Bien que les trous noirs semblent être très proches dans cette image, ils sont en réalité éloignés l'un de l'autre de 70 000 années lumière. Les différentes couleurs sont dues aux différences dans l'absorption en rayons X par le gaz et la poussière autour des trous noirs, le bleu indiquant une absorption plus forte que le rouge.
Ces galaxies sont des galaxies submillimétriques (SMG), nommées ainsi parce qu'elles ont été à l'origine identifiées par le télescope submillimétrique James Clerk Maxwell (JCMT) de Mauna Kea à Hawaï. Les observations du télescope spatial Hubble indiquent que la plupart de ces objets sont en réalité deux galaxies qui entrent en collision et qui fusionnent.
De récentes simulations informatiques ont prouvé que de telles fusions dirigent les gaz vers les régions centrales des galaxies, déclenchant un rush de formation d'étoiles et fournissant le combustible pour la croissance d'un trou noir super massif central. Ceci explique l'observation faite que dans les SMG les étoiles se forment à un rythme accéléré tandis que les trous noirs centraux se développent rapidement.
La combinaison des observations et de la théorie suggère que dans quelques centaines de millions d'années les SMG deviendront des quasars, puis finalement, des grandes galaxies sphériques qui hébergeront en leur noyau des trous noirs super massifs dont la masse sera d'environ un milliard de soleils.