Des simulations de l’Univers primordial suggèrent que des étoiles ont pu entrer fréquemment en collision dans des amas très densément peuplés. Les chercheurs estiment que des collisions plus lentes auraient pu provoquer des fusions répétées et créer des étoiles exceptionnellement massives, qui se seraient ensuite effondrées en trous noirs plus gros que ceux formés à partir d’étoiles individuelles. Ces trous noirs auraient pu servir de graines aux premiers trous noirs supermassifs.
Cette hypothèse apporte une réponse à une énigme persistante : le télescope spatial James-Webb a détecté des trous noirs supermassifs datant d’une époque où l’Univers avait moins d’un milliard d’années. Leur croissance jusqu’à atteindre une masse de plusieurs millions ou milliards de fois celle du Soleil, par accrétion de matière et par des fusions, prendrait normalement au moins autant de temps. Les chercheurs se demandent donc si ces trous noirs ne seraient pas issus de graines plus massives que d’habitude.
Dans les simulations de l’équipe, les amas denses ont permis aux étoiles de fusionner à plusieurs reprises. Certaines auraient pu atteindre une taille extraordinaire avant de s’effondrer et de former potentiellement des trous noirs de masse intermédiaire. Claire Williams, membre de l’équipe et chercheuse à l’Université de Californie à Los Angeles, a déclaré que le modèle laisse penser qu’une étoile pourrait atteindre une masse comparable à celle d’un amas entier avant de s’effondrer en un trou noir massif.
Le même processus pourrait également contribuer à expliquer les petits points rouges du télescope spatial James-Webb : des objets compacts observés dans l’Univers primordial qui semblent avoir disparu lorsque le cosmos avait environ deux milliards d’années. Les chercheurs avancent que ces objets auraient pu être des amas stellaires denses où se produisaient des collisions répétées, les étoiles massives ainsi formées donnant finalement naissance à des trous noirs de masse intermédiaire.
Selon l’explication proposée, les conditions propices à la formation de tels amas étaient plus courantes lorsque l’Univers était jeune et chaotique. À mesure que le cosmos s’est étendu et refroidi, ces régions se sont transformées en galaxies plus ordonnées, faisant peut-être disparaître les environnements extrêmes nécessaires à la présence durable des petits points rouges. L’étude a été publiée dans The Astrophysical Journal le 26 octobre.
Sources: Space.com.