Simulation d'un trou noir supermassif (Image illustrative : Adobe).
Au centre de la plupart des galaxies se trouve un géant cosmique : un trou noir supermassif. Ces objets mystérieux, dont la masse est des millions voire des milliards de fois supérieure à celle de notre Soleil, exercent une attraction gravitationnelle si puissante que même la lumière ne peut s’en échapper.
Les trous noirs sont si massifs qu'ils façonnent les galaxies qui les entourent. Ils influencent la formation des étoiles, l'évolution des galaxies et même le mouvement d'amas stellaires entiers.
Notre galaxie, la Voie lactée, ne fait pas exception. En son centre se trouve Sagittarius A*, un trou noir supermassif pesant quatre millions de fois la masse du Soleil. Bien que ces trous noirs soient essentiels à l'existence des galaxies, leur formation reste encore un mystère.
Cependant, une nouvelle étude sur le modèle Pop III.1, menée par l'astrophysicien théoricien Jonathan Tan de l'Université de Virginie, a abordé ce problème complexe sous un angle nouveau.
Le professeur Tan s'est appuyé sur des décennies de recherche pour jeter les bases d'une nouvelle théorie susceptible d'expliquer la formation de ces corps célestes géants.
D'après ses recherches et celles de ses collègues, l'effondrement des étoiles de première génération, également appelées étoiles primordiales, pourrait avoir conduit à la formation de trous noirs supermassifs.
Modèle Pop III.1
Les étoiles formées à partir d'hydrogène et d'hélium primordiaux sont appelées étoiles de population III (Illustration : Espace).
Dans l'univers primordial, bien avant l'apparition des galaxies et des planètes, la première génération d'étoiles est née. Ces étoiles se sont formées à partir d'hydrogène et d'hélium primordiaux, et les astrophysiciens les ont nommées étoiles de Population III.
Le modèle Pop III.1, développé par le professeur Jonathan Tan, décrit des étoiles formées dans des environnements exempts d'éléments lourds. Sans carbone, oxygène ni métaux lourds pour réguler leur refroidissement, ces étoiles primitives ont pu atteindre des masses extrêmement importantes.
Imaginez des étoiles dont la masse est des centaines de fois supérieure à celle de notre Soleil. Leur taille colossale implique une durée de vie très courte, et elles s'effondrent rapidement pour former les premiers trous noirs.
Ces trous noirs primordiaux, vestiges d'étoiles de population III, servent de germes à la formation de trous noirs supermassifs. Avec le temps, ils grossissent et deviennent les trous noirs supermassifs que l'on observe aujourd'hui au centre des galaxies. Les scientifiques ont même découvert un trou noir supermassif 36 milliards de fois plus massif que le Soleil.
Les étoiles de type Population III.1 ont également joué un rôle crucial dans la formation de l'univers primitif. Leur rayonnement intense a ionisé l'hydrogène gazeux environnant, amorçant ainsi le processus de réionisation cosmique.
Il s'agit d'une phase cruciale, durant laquelle l'univers modifie sa structure et son équilibre énergétique. Il en résulte une soudaine explosion de lumière cosmique, appelée « éclair » en astronomie.
La double influence des étoiles de type Pop III.1 les rend cruciales pour comprendre les prémices de la structure de l'univers.
Défis et alternatives
Le modèle Pop III.1 est toujours considéré comme une théorie scientifiquement acceptée (Illustration : Espace).
Outre l'explication de l'origine des trous noirs supermassifs, la théorie Pop III.1 aborde également plusieurs questions majeures non résolues en cosmologie.
Ces questions incluent la « tension de Hubble », le débat sur l'énergie sombre et les anomalies liées à la masse des neutrinos.
En reliant les premières étoiles et leurs vestiges de trous noirs à l'évolution à grande échelle de l'univers, le modèle du professeur Tan offre une perspective unique qui pourrait contribuer à éclaircir de nombreux mystères.
Cependant, le scénario Pop III.1 n'est pas la seule hypothèse. Plusieurs autres théories suggèrent que les trous noirs primordiaux se sont formés directement à partir des fluctuations de densité survenues dans les premières secondes suivant le Big Bang.
Ces trous noirs pourraient être le berceau de trous noirs supermassifs. Une autre hypothèse suggère l'effondrement direct de gigantesques nuages de gaz n'ayant pas donné naissance à des étoiles.
Chaque théorie propose un mécanisme différent, toutes visant à expliquer les mystères de l'univers.
Les prédictions du modèle Pop III.1 concernant l'ionisation cosmique primordiale se heurtent également à de nombreux obstacles. Les limitations observationnelles dues au rayonnement de fond cosmologique, notamment l'effet Sunyaev-Zeldovich cinétique, laissent penser que l'ampleur et la chronologie de la réionisation pourraient être difficiles à concilier.
Néanmoins, le modèle Pop III.1 est toujours considéré comme une théorie convaincante, continuant d'alimenter le débat sur la façon dont l'une des premières structures de l'univers s'est formée.
Source : https://dantri.com.vn/khoa-hoc/ho-den-trong-vu-tru-hinh-thanh-nhu-the-nao-20250923030226135.htm
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