Une zone d’une largeur de 30 000 années-lumière tirée d’une simulation de superordinateur montre un groupe de jeunes galaxies générant un rayonnement (blanc) et des métaux (verts) chauffant le gaz environnant. À l'extérieur de la zone chauffée se trouve un halo de matière noire qui forme trois étoiles supermassives (incrustées), chacune 1000 fois plus massive que le Soleil. Pendant des milliards d'années, les étoiles deviendront des trous noirs
Les scientifiques repensent le processus de naissance des premiers trous noirs supermassifs. On pense généralement que les «graines» d'origine ont germé dans des zones encombrées de rayons ultraviolets provenant de galaxies voisines. Cette idée empêche l’apparition d’étoiles normales en dirigeant le matériau dans des trous noirs.
La nouvelle étude suggère un autre phénomène qui joue un rôle plus important dans le processus de suppression de la naissance d'étoiles. Nous parlons de la croissance rapide de «halos» de matière noire - un matériau mystérieux qui constitue la majeure partie de l'univers matériel (n'absorbe ni ne réfléchit la lumière). C'est-à-dire qu'au lieu d'étudier les radiations, les chercheurs ont déterminé à quelle vitesse les auréoles se développaient.
Augmentation des 30 années-lumière intérieures d’auréole de matière noire. Le disque gazeux en rotation se décompose en trois grappes qui, sous l’influence de leur propre gravité, sont détruites pour former des étoiles supermassives.
Les scientifiques se sont concentrés sur les halos après avoir analysé le modèle d'évolution du premier univers. La simulation a révélé 10 halos de matière noire ne couvrant que des nuages de gaz. Cela est surprenant, car leur masse était suffisante pour devenir une pépinière vedette. Les chercheurs ont ensuite réalisé une simulation supplémentaire de deux halos (chacun atteignant une largeur d'environ 2 400 années-lumière) afin de mieux comprendre ce qui aurait pu se passer à peine 270 millions d'années après la naissance de l'Univers. C'est dans ces zones d'espace trop denses que nous avons réussi à voir comment se forment les trous noirs. La matière noire crée l'essentiel de la gravité, après quoi le gaz se trouve dans ce potentiel gravitationnel, où il peut créer des étoiles ou un trou noir massif.
L'analyse a montré que les trous noirs étaient les endroits où se formaient les halos et que leur propre croissance était stimulée par la fusion des nuages de gaz à partir desquels la galaxie naissante était formée. Ces conditions conduisent à l'émergence de seulement quelques étoiles supermassives, et pas beaucoup de petites étoiles standard.
Les stars supermassives vivent vite et meurent jeunes. En conséquence, elles s'effondrent dans des trous noirs, alors que les étoiles solaires vivent des milliards d'années et deviennent des naines blanches. Après un long intervalle de temps, les nouveaux trous noirs se transforment en monstres supermassifs.
Les scientifiques ont également découvert que les auréoles de matière noire à croissance rapide étaient probablement assez courantes dans l'histoire de l'univers pour avoir une influence impressionnante. On pense que ce scénario peut être à l'origine des trous noirs les plus massifs, à la fois au début de l'univers et à notre époque.
