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Actualité : James-Webb et trous noirs supermassifs : et si leur origine venait des “gemmes cosmiques” déjà découvertes
Des amas stellaires ultra-denses observés par le James-Webb pourraient bien être les fabriques tant recherchées des trous noirs supermassifs. Une modélisation inédite offre une piste crédible pour résoudre l'un des plus grands mystères de la cosmologie.
© Illustration générée sur Gemini - Illustration de la formation d'une graine de trou noir supermassif dans un amas de type "gemmes cosmiques"
Comment sont apparus les monstres noirs aux dimensions colossales qui règnent au centre des galaxies ? C'est un des grands mystères de la cosmologie. L'origine des trous noirs supermassifs, et comment ils ont pu atteindre – parfois très rapidement – des masses de millions, voire milliards de fois celle de notre soleil, est un véritable casse-tête pour les astrophysiciens.
Et si nous avions déjà observé leurs berceaux sans vraiment nous en rendre compte ? C'est ce que propose une étude parue sur Astronomy & Astrophysics.
L'équipe de Viola Bocchi a modélisé des amas stellaires ultra-denses découverts par le télescope James-Webb et les chercheurs ont identifié des nurseries idéales où naîtraient les “graines lourdes” à l'origine de ces géants cosmiques.
Nos résultats suggèrent que ces amas denses sont des usines viables pour le développement des trous noirs supermassifs
Ces cinq amas stellaires primitifs sont “l'arc des gemmes cosmiques” découvert par le James-Webb, 460 millions d'années après le Big Bang, seraient des candidats parfaits pour la naissance des trous noirs supermassifs.
© ESA/Webb, NASA & CSA, L. Bradley (STScI), A. Adamo (université Stockholm) et la collaboration du printemps cosmique
Entre les trous noirs stellaires et supermassifs se cache un chaînon bizarrement manquant : les trous noirs intermédiaires (IMBH), pesant de 100 à 100 000 masses solaires. Grâce à l'effet de lentille gravitationnelle, le JWST a scruté l'arc des “gemmes cosmiques”, un ensemble d'amas stellaires très jeunes observé 460 millions d'années seulement après le Big Bang.
Selon les simulations, leur compacité record et leur teneur très faible en éléments lourds, qui limite la perte de masse par vents stellaires, déclenchent des collisions et fusions stellaires en cascade. Résultat : ces fabriques d'un nouveau genre engendrent des graines lourdes de 1 600 à 2 700 masses solaires, idéalement armées pour grossir rapidement et donner naissance aux précurseurs des trous noirs gigantesques.