À l’aube de l’Univers, les premiers trous noirs sont-ils apparus avant les galaxies ?
Une nouvelle théorie émerge en astronomie pour expliquer la rapide formation des premières étoiles. Pour certains, la réponse à la question de savoir pourquoi tant d’étoiles se sont formées si rapidement à la naissance de l’univers est apportée. Cette théorie remet en question celles qui ont été élaborées au départ : les trous noirs ou les étoiles ?
Image d’entête : représentation artistique d’un trou noir supermassif dans les premiers instants de l’Univers. (Roberto Molar Candanosa/ JHU)
Une nouvelle étude (lien plus bas), remet en question les estimations des scientifiques quant à la date de formation des premiers trous noirs supermassifs. L’opinion dominante était qu’ils s’étaient formés après les premières étoiles et galaxies, mais cette nouvelle recherche montre que l’ancien univers ne fonctionne pas sans la présence simultanée des trous noirs.
Selon Joseph Silk, professeur d’astronomie à l’université Johns Hopkins (États-Unis) et à l’université de la Sorbonne :
Nous savons que ces trous noirs monstrueux existent au centre des galaxies proches de notre Voie lactée, mais la grande surprise est qu’ils étaient présents au début de l’univers.
Silk les décrit comme « des blocs de construction ou des graines pour les premières galaxies ».
Elles ont vraiment tout stimulé, comme de gigantesques amplificateurs de la formation d’étoiles, ce qui représente un revirement complet par rapport à ce que nous pensions possible auparavant, à tel point que cela pourrait complètement bouleverser notre compréhension de la formation des galaxies.
Les chercheurs ont utilisé le télescope spatial James Webb (JWST) pour étudier la formation d’anciennes galaxies. Celles-ci, anciennes et lointaines, paraissaient plus brillantes, et les trous noirs supermassifs semblent être présents, même dans les parties les plus éloignées et les plus anciennes de l’univers que le JWST peut atteindre.
Pour créer un trou noir supermassif, il faut d’abord une étoile très massive. Jusqu’à présent, on pensait que les premières étoiles étaient apparues en premier, et que les trous noirs ne se sont formés que plus tard. Mais le JWST observe trop de trous noirs et d’étoiles pour que cela ait un sens. La recherche suggère que les trous noirs et les galaxies devaient exister ensemble pour former suffisamment d’étoiles.
Selon Silk :
Nous pensons que les flux sortants des trous noirs ont écrasé les nuages de gaz, les transformant en étoiles et accélérant considérablement le taux de formation d’étoiles. Sinon, il est très difficile de comprendre d’où viennent ces galaxies brillantes, car elles sont généralement plus petites dans l’univers primitif. Pourquoi diable devraient-elles fabriquer des étoiles aussi rapidement ?
Mais des questions subsistent : l’équipe doit confirmer ses calculs et en savoir plus sur la manière dont l’Univers primitif est parvenu à produire ces étoiles et ces trous noirs.
Toujours selon Silk :
La grande question est de savoir quelles étaient les prémices de l’Univers. Le soleil est une étoile sur 100 milliards dans la Voie lactée, et il y a aussi un énorme trou noir au milieu. Quel est le lien entre les deux ? D’ici un an, nous disposerons de bien meilleures données, et beaucoup de nos questions commenceront à trouver des réponses.
L’étude publiée dans Astrophysical Journal Letters : Which Came First: Supermassive Black Holes or Galaxies? Insights from JWST et présentée sur le site de l’Université Johns Hopkins : Which came first: black holes or galaxies?
