La découverte d'un ancien trou noir supermassif dépasse la théorie conventionnelle de la formation des étoiles et des galaxies
Une découverte récente d'un quasar à 13,1 milliards d'années-lumière de la Terre a amené les physiciens à se demander: "Qu'est-ce qui nous manque"? Le quasar est la signature visible d'un trou noir supermassif résidant en son centre et émettant des jets de particules polarisées brillant 400 trillions de fois plus lumineux que notre Soleil. Le béhémoth nouvellement découvert, pesant 800 millions de masses solaires (800 fois la masse de notre Soleil), soit plus de 175 fois la masse du trou noir qui se trouve au centre de notre galaxie de la voie lactée, le Sagittaire A , est maintenant le le plus ancien trou noir supermassif identifié. Le problème pour les physiciens est que le modèle conventionnel de la formation des étoiles et des galaxies ne permet pas de former des trous noirs de cette taille --- celui-ci étant observé à seulement 690 millions d'années après le big bang.
La théorie standard dit que les trous noirs se forment à partir de l'effondrement des étoiles avec au moins 25 masses solaires ou plus. Cela exige que de grandes étoiles aient été formées, brûlées à travers leurs noyaux fusionnables (aboutissant à l'élément fer), subissent une explosion de supernova et laissèrent derrière elles un trou noir d'environ 10 masses solaires. Le trou noir devrait alors accumuler du matériel supplémentaire au taux optimal (connu sous le nom de taux d'Eddington, doublant en masse tous les dix mille ans) pendant au moins un milliard d'années pour atteindre une taille d'un milliard de masses solaires. Le problème est que le trou noir récemment observé était déjà proche d'un milliard de masses solaires au moment où les premières étoiles (étoiles III de la population) se formaient, alors comment aurait-il pu se former à partir d'un reste stellaire? Que manquent les physiciens?
Une explication possible vient d'une prédiction faite par le physicien Nassim Haramein - que les trous noirs se forment d' abord , et que les étoiles et les galaxies s'accumulent alors autour du noyau de nucléation du trou noir. Avec l'observation récente de l'ancien quasar qui laisse peu d'alternative à cette idée, de nombreux astrophysiciens adoptent maintenant le modèle d'Haramein. Le chercheur principal d'une étude pour corréler la taille d'une galaxie à la masse de son trou noir central, Mar Mezcua de l'Institut des Sciences Spatiales en Espagne l'a déclaré de cette façon:
"Nous avons découvert des trous noirs qui sont beaucoup plus grands et beaucoup plus massifs qu'anticipés" --- soit ils ont commencé gros et puis ont tiré une galaxie autour d'eux, ou nous manquons quelque chose dans nos connaissances actuelles sur la façon dont les galaxies produisent des trous noirs-- - "sont-ils si grands parce qu'ils ont une longueur d'avance ou parce que certaines conditions idéales leur permettent de croître plus rapidement sur des milliards d'années?"
Fait intéressant, l'étude menée par Mezcua semble indiquer que plus le taux de croissance du trou noir supermassif central est élevé, plus le taux de croissance des étoiles est rapide, et donc plus la galaxie est grande.
On cherche maintenant à trouver les premiers trous noirs de graine, qui auraient pu se former pendant la période d'inflation, l'époque initiale de la cosmogenèse dans laquelle les trous noirs primordiaux auraient pu se former à différentes tailles - de la taille d'un proton. à plusieurs centaines de masses solaires. Une chose devient claire, l'importance de ces structures spatio-temporelles uniques fait partie intégrante de l'histoire formatrice et de l'état actuel de l'univers.
Cette recherche a été publiée dans les notices mensuelles de la Royal Astronomical Society: les trous noirs les plus massifs sur le plan fondamental de l'accrétion des trous noirs