Des observations récentes ont montré qu'il existe un trou noir supermassif au centre de chaque galaxie. Cependant, quelle est l'origine de ces trous noirs supermassifs ? C'est encore un mystère aujourd'hui. Une équipe de recherche internationale dirigée par l'Observatoire astronomique national du Japon et l'Institut d'astronomie et d'astrophysique de l'Academia Sinica (ASIAA) à Taïwan a prédit une supernova extrême à partir d'une étoile supermassive, possible l'ancêtre des trous noirs supermassifs. Leur calcul suggère que cette supernova peut être observée par le télescope spatial James Webb (JWST) qui sera lancé d'ici la fin 2021.

L'étude de la formation des trous noirs supermassifs est un sujet important en astrophysique moderne. La théorie principale suggère les graines de trous noirs supermassifs formés après la mort des premières étoiles massives de l'univers primitif, puis ces graines ont continué à accumuler le gaz environnant et se sont finalement formées en trous noirs supermassifs aujourd'hui. Cependant, cette théorie a été remise en cause car les étoiles les plus massives observées dans l'univers local ont environ cent ou deux cents masses solaires. Si les premières étoiles de quelques centaines de masses solaires meurent sous forme de graines de trous noirs, qui doivent maintenir l'efficacité d'accrétion la plus élevée pour former les trous noirs supermassifs observés aujourd'hui. Mais il est très difficile de maintenir un taux d'accrétion élevé dans un environnement réaliste.

Chercheur adjoint, Ke-Jung Chen de l'ASIAA Taiwan a proposé une supernova d'instabilité relativiste à partir d'une étoile supermassive primordiale (10 ⁴ -dix ⁵ masses solaires) dans son article de recherche de 2014. "Il peut y avoir un petit nombre des premières étoiles dans l'univers primitif avec des dizaines de milliers de masses solaires. Il est probable qu'elles soient les ancêtres des trous noirs supermassifs dans les galaxies. Parce que la plus massive de la graine de trou noir, plus il est efficace d'avaler la matière environnante. Les trous noirs n'ont pas besoin de maintenir un taux d'accrétion élevé pour se développer rapidement, " dit Chen.

Mais comment prouver que ces étoiles massives ont déjà existé ? Il s'agit d'un défi d'observation, car la plupart de ces étoiles supermassives vont s'effondrer dans des trous noirs. Basé sur le modèle de supernova proposé par Chen, l'équipe de recherche a effectué une nouvelle simulation de transport de rayonnement et a découvert que la prochaine mission JWST a une chance d'observer cette supernova ! S'il est effectivement observé d'ici là, l'origine du trou noir supermassif dans la galaxie qui vient de la première étoile supermassive peut être confirmée. Attendons voir!