Des amas stellaires ultra-denses, berceaux des trous noirs

Une étude publiée dans Astronomy & Astrophysics avance que des amas stellaires ultra-denses observés par le télescope spatial James Webb (JWST) pourraient être les lieux de naissance des trous noirs supermassifs. Les chercheurs dirigés par Viola Bocchi suggèrent que ces amas pourraient servir de « pouponnières » à des « germes lourds », qui finissent par croître jusqu'à devenir des trous noirs supermassifs.

Des joyaux cosmiques aux propriétés uniques

Les amas observés, surnommés « joyaux cosmiques », ont été détectés 460 millions d'années après le Big Bang. Ils se distinguent par leur extrême compacité et leur faible teneur en éléments lourds, des conditions susceptibles de favoriser des collisions et des fusions stellaires fréquentes. Ces processus pourraient donner naissance à des germes lourds dont la masse serait comprise entre 1 600 et 2 700 fois celle du Soleil, idéale pour la formation de trous noirs supermassifs.

Les indices de la galaxie lointaine Firefly Sparkle

Dans une galaxie lointaine baptisée « Firefly Sparkle », observée 600 millions d'années après le Big Bang, le JWST a identifié dix jeunes amas stellaires. Ces amas produisent des germes plus petits, dont la masse varie de 180 à 810 masses solaires, ce qui suggère que ce mécanisme de formation n'est pas unique. Cette découverte pourrait également expliquer l'origine des mystérieux « Little Red Dots » observés dans l'univers primitif.

Limites et incertitudes

Les chercheurs mettent en garde : ils n'ont pas observé directement la naissance des trous noirs supermassifs. Si leurs modèles laissent penser que ces amas pourraient être des sites viables pour la formation de trous noirs, des incertitudes subsistent quant à la rotation interne des amas, à leur structure tridimensionnelle et à leur masse initiale. Ces facteurs contribuent à la marge d'incertitude sur la masse finale des germes potentiels.

Un socle pour comprendre les trous noirs primitifs

Malgré ces incertitudes, l'étude fournit une base physique concrète pour comprendre comment les trous noirs supermassifs ont pu se former dans l'univers primitif. Cette recherche offre une nouvelle perspective sur les origines de ces objets cosmiques massifs.