Des astronomes observent des trous noirs anormalement grands dans l'univers primitif, moins d'un milliard d'années après le Big Bang. Ces objets sont difficiles à expliquer avec les scénarios classiques de croissance par accrétion ou fusion. Une équipe dirigée par Yash Aggarwal (University of California, Riverside) propose une piste: la désintégration de la matière noire peut altérer la chimie et la température du gaz dans les premières galaxies, rendant l'effondrement direct en trou noir plus probable.
Les chercheurs, parmi lesquels Flip Tanedo, James Dent et Tao Xu, ont modélisé l'effet d'axions se désintégrant sur la thermochimie du milieu. Ils identifient une fenêtre de masses de matière noire entre 24 et 27 électronvolts susceptible de créer des conditions favorables à l'effondrement direct. Selon l'étude, il suffit d'une très faible injection d'énergie — une quantité égale à un billion trillionième de l'énergie d'une pile AA par particule — pour influencer la chimie du gaz.
Jusqu'à présent, l'effondrement direct était considéré comme rare, par exemple lorsque des étoiles voisines éclairaient le gaz pré-stellaire, mais la désintégration de la matière noire pourrait rendre ce mécanisme plus fréquent. Les idées à l'origine de ce travail ont été discutées au sein du groupe depuis 2018 et le travail paraît dans le Journal of Cosmology and Astroparticle Physics; la recherche a été soutenue par la National Science Foundation et une UCR Hellman Fellowship.
Mots difficiles
- accrétion — processus d'accumulation de matière sur un objet
- désintégration — processus où une particule se transforme et libère énergie
- matière noire — composant invisible de l'univers qui attire gravitationnellement
- effondrement — chute rapide de gaz vers un point centrall'effondrement
- thermochimie — étude de la température et réactions chimiques
- axion — particule hypothétique proposée pour expliquer la matière noireaxions
- électronvolt — unité d'énergie utilisée en physique des particulesélectronvolts
Astuce : survolez, mettez le focus ou touchez les mots en surbrillance dans l’article pour voir des définitions rapides pendant que vous lisez ou écoutez.
Questions de discussion
- Si la désintégration de la matière noire rend l'effondrement direct plus fréquent, quels changements cela pourrait-il entraîner pour la formation des premières galaxies ?
- Comment, selon vous, les observations futures pourraient confirmer que des axions ou une faible injection d'énergie ont influencé les premiers trous noirs ?
- Quels impacts aurait la confirmation de cette idée sur la recherche de la matière noire et les priorités scientifiques ?
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