Les scientifiques ont déterminé comment se forment les trous noirs géants

Par: Monique Menard | 2020-04-27

En utilisant les données des observatoires de la NASA, les astronomes ont trouvé les meilleures preuves de l’émergence de graines cosmiques dans l’univers primitif, qui devraient se transformer en trous noirs supermassifs.

En utilisant les données des observatoires de la NASA, les astronomes ont trouvé les meilleures preuves de l’émergence de sources spatiales dans l’univers primitif, qui devraient se transformer en trous noirs supermassifs. Les chercheurs ont combiné les données de l’observatoire Chandra et des télescopes spatiaux Hubble et Spitzer pour trouver ces éventuelles graines de trou noir. Ils ont fait part de leurs conclusions dans un article qui paraîtra dans le prochain numéro des Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

« Notre découverte, si elle est confirmée, expliquera comment ces monstres sont nés. Nous avons trouvé des preuves que les sources de trous noirs supermassifs peuvent être formées directement à partir de l’effondrement d’un nuage de gaz géant, en omettant toutes les étapes intermédiaires », a déclaré Fabio Pacucci de l’école normale supérieure de Pise, en Italie, qui a dirigé l’étude.

Les scientifiques pensent que le trou noir supermassif est au centre de presque toutes les grandes galaxies, y compris notre Voie lactée. Ils ont découvert que certains de ces trous noirs supermassifs, des millions ou même des milliards de fois plus massifs que le Soleil, se sont formés moins d’un milliard d’années après le Big Bang. Une théorie suggère que les graines des trous noirs se sont développées en tirant du gaz de leur environnement et en se fusionnant avec des trous noirs plus petits. Ce processus devrait prendre beaucoup plus de temps que ne le suggère la nouvelle solution trouvée pour les trous noirs qui se déplacent rapidement.

De nouvelles données suggèrent que certains des premiers trous noirs se sont formés directement à partir de l’effondrement du nuage de gaz, en contournant toutes les autres phases intermédiaires telles que la formation et la destruction ultérieure d’une étoile massive.


L’illustration montre comment l’effondrement direct d’un nuage de gaz produit un trou noir extrêmement massif dans l’univers primitif. Crédits: NASA/CXC/STScI

« Il y a beaucoup de débats sur la façon dont ces trous noirs sont nés. Nos travaux suggèrent que les trous noirs émergent en grand et se développent à un rythme normal, plutôt que de se former à partir de petits grains à un rythme très rapide », explique Andrea Ferrara, co-auteur de la recherche au lycée normal.

Les chercheurs ont utilisé des modèles informatiques de graines de trous noirs en combinaison avec une nouvelle méthode de sélection des candidats pour de tels objets sur les images de « Chandra », « Hubble » et « Spitzer ». L’équipe a trouvé deux excellents candidats pour le rôle des graines de trou noir. Tous deux correspondaient au profil théorique dans la gamme infrarouge et émettaient également des rayons X détectés par Chandra. Les estimations de la distance ont déterminé qu’ils ont été formés lorsque l’univers était âgé de moins d’un milliard d’années.

L’équipe prévoit de faire d’autres observations dans les régions des rayons X et de l’infrarouge du spectre pour voir si ces objets ont plus de propriétés que celles attendues des graines de trous noirs.

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