Un groupe international d'astrophysiciens des États-Unis, de la Finlande et du Royaume-Uni a expliqué l'apparition de trous noirs géants, dont la masse varie de millions à des milliards de masses solaires. Les scientifiques ont montré qu'ils peuvent se former à l'intérieur des protogalaxies lorsque la formation d'étoiles s'arrête. L'article des chercheurs a été publié dans la revue Nature Astronomy.
D'après les résultats de simulations informatiques, pour l'apparition et la croissance de trous noirs supermassifs, il faut qu'il y ait un déficit en hydrogène moléculaire (H2) dans la protogalaxie. Ce dernier sert de matière à la formation des étoiles, qui pourraient attirer la matière sur elles-mêmes. Les chercheurs ont découvert qu'une quantité suffisante de rayonnement Lyman-Werner des galaxies voisines peut provoquer la désintégration de H2.
Le rayonnement de Lyman-Werner est constitué de photons, qui ont suffisamment d'énergie pour que le H2 qui l'a absorbé se désintègre pour former de l'hydrogène atomique. Des calculs ont montré que ces photons peuvent être formés dans les galaxies avec un éclat de formation d'étoiles. Une telle galaxie active doit être à une distance appropriée des protogalaxies. De plus, le bombardement par les photons doit se produire avant que les processus de compression du gaz interstellaire ne commencent, conduisant à l'apparition de trous noirs.
Les astronomes, en utilisant un modèle hydrodynamique, ont calculé que la distance entre une galaxie avec une explosion de formation d'étoiles et une protogalaxie devrait être de 200 à 300 parsecs, et la différence d'âge devrait être inférieure à quatre millions d'années.
