Le télescope spatial James Webb (JWST) a déniché des trous noirs supermassifs alors que l'Univers avait à peine 500 millions d'années, une précocité qui contredit les modèles classiques prévoyant un temps de croissance bien plus long.
Ces géants cosmiques, pesant des millions ou milliards de masses solaires, se forment selon les modèles actuels par fusion et accrétion sur des échelles de temps d'au moins un milliard d'années. Les observations du JWST indiquent donc qu'un mécanisme accéléré a dû intervenir.
Une équipe de l'Université de Californie à Riverside propose une origine possible: la désintégration de la matière noire. Cette substance invisible, qui compose 85% de la matière de l'Univers, pourrait libérer de l'énergie en se désintégrant. Cette énergie, même infime, suffirait à réchauffer les nuages de gaz primordiaux.
Dans un scénario appelé effondrement direct, un nuage de gaz s'effondre pour former directement un trou noir sans passer par l'étape d'une étoile massive. Mais ce processus nécessite une source d'énergie externe pour empêcher la fragmentation du nuage et permettre son effondrement comme une seule entité. La matière noire en désintégration pourrait fournir cette énergie.
Selon l'étude, une énergie équivalente à un milliardième de milliardième d'une pile AA par particule suffit à "surcharger" les nuages d'hydrogène primordiaux et rend l'effondrement direct bien plus probable.
Plus concrètement, les calculs montrent que des particules de matière noire d'une masse comprise entre 24 et 27 électronvolts pourraient déclencher ce mécanisme. Ces résultats, publiés dans le Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, aident à réconcilier les observations du JWST avec la théorie.
