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Early Universe a Nursery for Supermassive Black Holes, une nouvelle recherche montre

Early Universe a Nursery for Supermassive Black Holes, une nouvelle recherche montre

Dans de nouvelles recherches menées par des scientifiques du Georgia Institute of Technology, de la Dublin City University et d'autres, le mystère des formations primordiales de trous noirs supermassifs a peut-être finalement été résolu.

Les plus vieux trous noirs de l'univers

La lumière qui nous parvient des horizons d'événements des trous noirs à 13 milliards d'années-lumière, suggérant qu'ils se sont formés peu de temps après le Big Bang, est restée un mystère tenace pour de nombreux scientifiques qui étudient les structures les plus anciennes de l'Univers.

On a longtemps pensé que la formation de trous noirs supermassifs se produisait dans des régions de l'espace fortement bombardées par de puissants radiations de galaxies à proximité, mais cela est presque impossible pour certains des plus anciens trous noirs supermassifs que nous ayons détectés car ils sont plus vieux que toutes sauf les plus anciennes galaxies.

Des chercheurs du Georgia Institute of Technology et d'autres ont mis en lumière la formation de ces omnivores primordiaux. En utilisant un super ordinateur puissant pour modéliser les conditions des millions d'années après le Big Bang, les chercheurs ont découvert que ces structures se formaient dans des poches denses et sans étoiles de gaz pré-galactique, loin des autres galaxies.

Dans la plupart des cas, ces gaz se sont fusionnés en étoiles puis en galaxies, mais parfois ce processus est perturbé. L'étude, publiée dans la revue La nature, a montré que lorsqu'une galaxie se forme plus rapidement et plus violemment que ce qui est typique, le processus habituel de formation des étoiles peut être court-circuité et que des trous noirs supermassifs peuvent être créés à partir de ce qui reste.

Halos de matière sombre

La matière noire, la substance invisible qui imprègne l'univers mais dont les effets gravitationnels sont visibles, a rempli l'univers primordial quelques centaines de millions d'années après le Big Bang. Au fur et à mesure qu'une galaxie se forme, la matière noire s'effondre en un halo qui aide à lier la galaxie ensemble.

Si la croissance de ces halos est trop rapide et trop tôt, cela peut perturber le mécanisme de formation d'étoiles dans les gaz pré-galactiques. Au fur et à mesure que les poches de gaz se développent à partir de gaz se déversant dans le puits de gravité croissant de la galaxie, les trous noirs existants absorberont tout l'excès de gaz qui aurait normalement alimenté la croissance des milliards d'étoiles qui composent une galaxie, devenant éventuellement un supermassif. trou noir.

"Dans cette étude, nous avons découvert un mécanisme totalement nouveau qui déclenche la formation de trous noirs massifs dans des halos de matière noire en particulier", déclare l'un des auteurs de l'étude, John Wise, professeur agrégé au Center for Relativistic Astrophysics en Géorgie. École de physique de l'Institut de technologie.

«Au lieu de considérer uniquement les radiations, nous devons regarder à quelle vitesse les halos se développent. Nous n'avons pas besoin de beaucoup de physique pour le comprendre - juste comment la matière noire est distribuée et comment la gravité affectera cela. Former un trou noir massif nécessite d'être dans une région rare avec une intense convergence de matière.

Perturber l'ancienne théorie de la formation supermassive des trous noirs

L’étude a renversé la théorie précédemment acceptée sur la façon dont ces structures se forment, selon John Regan, chercheur au Centre for Astrophysics and Relativity de l’Université de Dublin, qui a participé à l’étude.

«Les théories précédentes suggéraient que cela ne devrait se produire que lorsque les sites étaient exposés à des niveaux élevés de rayonnement destructeur de formation d'étoiles», a déclaré Regan. «En approfondissant nos recherches, nous avons vu que ces sites traversaient une période de croissance extrêmement rapide. C'était la clé.

«La nature violente et turbulente de l’assemblage rapide, le violent écrasement des fondations de la galaxie lors de la naissance de la galaxie ont empêché la formation normale des étoiles et ont conduit à des conditions parfaites pour la formation de trous noirs. Cette recherche change le paradigme précédent et ouvre un tout nouveau domaine de recherche.


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