Une nouvelle simulation de l’univers primitif a été réalisée par une équipe de chercheurs utilisant le superordinateur Stampede2 du Texas Advanced Computing Center (TACC) de l’Université du Texas à Austin. Les chercheurs se sont particulièrement intéressés aux “trous noirs primordiaux” et à leur influence sur la formation des premières étoiles de l’univers.
Sommaire
Que sont les trous noirs primordiaux ?
Les trous noirs primordiaux sont, d’un point de vue conceptuel, de très petits trous noirs qui se seraient formés pendant les premières secondes après le Big Bang, lorsque d’énormes ondes de pression ont écrasé la matière, produisant dans certains cas des trous noirs microscopiques. Les trous noirs primordiaux, une fois formés pendant les premières secondes après le Big Bang, persisteraient ensuite pendant une longue période, pratiquement jusqu’à aujourd’hui, étant à toutes fins utiles stables.
Comment les trous noirs empêchent-ils la formation d’étoiles ?
Un trou noir peut entraver la formation d’étoiles principalement par un effet, celui du réchauffement de la zone environnante causé par le gaz et les divers débris tombant en tourbillonnant à l’intérieur du trou noir. Ce chauffage, qui émane d’un disque d’accrétion caractérisé par de très hautes températures, produit l’émission de photons énergétiques qui ionisent et chauffent le gaz environnant. Pour que la formation d’étoiles ait lieu, le gaz ne peut pas avoir de telles températures car il doit se condenser jusqu’à un certain niveau de densité pour déclencher la réaction nucléaire.
Les trous noirs primordiaux n’ont pas entravé la croissance des premières étoiles
Boyuan Liu, chercheur à l’université de Cambridge et auteur principal d’une étude publiée dans Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, explique la principale conclusion de l’étude : les trous noirs primordiaux n’ont pas entravé la croissance des premières étoiles (qui s’est produite longtemps après la formation des trous noirs primordiaux eux-mêmes).
L’effet d’ensemencement des trous noirs primordiaux
Les chercheurs ont en fait découvert, grâce à leur simulation sur superordinateur, que le réchauffement du gaz par les trous noirs primordiaux pourrait avoir été annulé par un autre effet, celui de l’ensemencement par les trous noirs : les trous noirs primordiaux, avec leur puissante attraction gravitationnelle, pourraient avoir “ensemencé” la formation de diverses structures ressemblant à des halos. Ce dernier effet aurait pu constituer un avantage pour la formation d’étoiles, car ces halos auraient pu servir d'”échafaudage” pour la fusion de la matière. “Nous avons constaté que ces deux effets – chauffage et ensemencement du trou noir – s’annulent presque mutuellement et que l’impact final est minime pour la formation d’étoiles”, explique Liu.
Les ondes gravitationnelles des trous noirs primordiaux peuvent-elles être interceptées ?
Pour comprendre la validité de cette théorie, il faudrait détecter des trous noirs primordiaux. Cela pourrait être possible en analysant les ondes gravitationnelles émanant de l’interaction des trous noirs primordiaux avec les premières étoiles. Jusqu’à ce que les trous noirs primordiaux soient détectés, on utilisera des simulations cosmologiques, qui ont de toute façon atteint un niveau superficiel aujourd’hui.
