La présence de trous noirs supermassifs au cœur des galaxies les plus anciennes contredit les modèles actuels. Comment ces objets d'une masse colossale ont-ils pu apparaître si peu de temps après le Big Bang, alors que la chronologie cosmique paraît trop courte pour cela ?
Une recherche menée à l'Université de Maynooth en Irlande, publiée dans Nature Astronomy, apporte une explication. L'équipe propose que l'Univers primordial était un endroit bien plus agité qu'estimé jusqu'à présent, créant des conditions propices à une croissance extrêmement rapide des trous noirs.
Image générée par ordinateur montrant l'émergence de structures cosmiques dans l'Univers très jeune.
Crédit: Dr John Regan
Pour parvenir à ce constat, les scientifiques ont utilisé des simulations informatiques détaillées afin de suivre l'évolution de la matière autour des premiers trous noirs. Ces modèles démontrent que ces objets, apparus quelques centaines de millions d'années après le Big Bang, ont pu voir leur masse augmenter de manière spectaculaire, atteignant des dizaines de milliers de fois celle du Soleil en un laps de temps relativement bref.
Dans l'Univers actuel, le rayonnement intense produit par l'environnement immédiat d'un trou noir en phase d'accrétion a tendance à repousser le matériel autour de lui, limitant ainsi son alimentation. Toutefois, dans l'Univers jeune, la densité et la turbulence ambiantes étaient telles que cet effet de rétroaction était bien moins efficace, laissant les trous noirs continuer à se nourrir activement.
Ce résultat transforme la vision des 'graines' à l'origine des trous noirs. On considérait auparavant que seuls les trous noirs formés avec une masse initiale très élevée pouvaient atteindre un statut supermassif rapidement. Les nouvelles simulations indiquent pour leur part que même les trous noirs de taille plus modeste, issus de l'effondrement d'étoiles, ont pu connaître une expansion exceptionnelle dans cet environnement particulier.
Ces travaux ont des implications pour les futures missions spatiales. LISA, un projet conjoint de l'ESA et de la NASA dont le lancement est prévu pour 2035, pourrait ainsi être capable de capter les ondes gravitationnelles émises lors des fusions de ces jeunes trous noirs. Cette capacité offrirait alors une observation directe des événements survenus aux premiers âges cosmiques.
, nous expliquent les auteurs), on nous a déjà sorti ce scénario pour les galaxie plates 
(évidemment 
, je ne retrouve pas l'article, si ça se trouve c'était une remarque en passant 
, dans un article sur une simulation d'un cube d'univers, du genre "voyez comment, par endroit, quand les filaments sont coplanaires, la formation, par 'simple hydrodynamisme' 
, de galaxies spirales plates est facilitée")
, ça nous apprend qu'un TNSM ou une galaxie plate, ça semble suivre le même processus: une alimentation planaire en matière 
pour toute galaxie plate 
, obtenue par centrifugation de leur TNSM, tandis qu'une alimentation extérieure, comme dans le modèle actuel, est visiblement improbable 
, et on se dit même, vu la distribution de masse des TNSM simulés, que les auteurs se sont même débrouillés 
, avec la répartition initiale, pour que le phénomène s'observe 
le décors qu'il faut planter pour favoriser la formation des premiers TNSM 
, obtenus, eux, par accumulation de la matière propulsée par jet 
, ce qui explique par ailleurs la règle de proportionnalité entre la masse du bulbe et celle du TNSM central 
. On devrait aussi pouvoir expliquer que les galaxies naines orbitant perpendiculairement au plan de la Voie Lactée ou d'Andromède proviennent initialement de 
est mort, vive le modèle standard 
!