Une équipe de chercheurs - dirigée par Shing-Chi Leung, professeur adjoint au Suny Polytechnic Institute et chercheur associé invité à l'Institut Kavli pour la physique et les mathématiques de l'Univers (Kavli IPMU) de l'Université de Tokyo, et comprenant Ken'ichi Nomoto (chercheur principal invité au Kavli IPMU) ainsi qu'Alexander Kusenko (chercheur principal au Kavli IPMU), vient d'ajouter quelques pages de plus à une saga qui a débuté vers la fin des années 1960 en Russie, se poursuivant en Angleterre au début des années 1970 avec Stephen Hawking. 

Le chercheur avait en effet publié un article dans Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 152, Issue 1, April 1971. Dans celui-ci, Hawking développait les conséquences d'un concept dont il avait été un des premiers à en saisir l'importance, en parallèle des travaux des mythiques Yakov Zeldovich et Igor Novikov publiés en 1967, deux grands leaders de l'astrophysique et de la cosmologie relativiste russes.

Des trous noirs fossiles du Big Bang

Les nouvelles pages de la saga sont aujourd'hui dans deux articles sur arXiv. Elles concernent les mythiques trous noirs primordiaux de Hawking, Zeldovich et Igor Novikov, qui auraient pu se former pendant le Big Bang, alors que la densité de matière et de rayonnement était si élevée que des fluctuations dans cette densité auraient pu s'effondrer gravitationnellement et donner des trous noirs de masses très diverses, allant de quelques grammes à des milliers de fois la masse du Soleil.

Il n'y a aucune certitude sur le spectre de ces masses, bien que l'on ait posé de sérieuses contraintes sur sa forme au cours du demi-siècle écoulé.

Si ces trous noirs existent, ils pourraient constituer une sorte de gaz de particules ou d'astres compacts baignant le cosmos, au point d'expliquer peut-être une partie ou la totalité de la matière noire.

On spécule depuis quelque temps sur ce qui se passerait si un minitrou noir primordial entrait en collision avec la Terre ou le Soleil.

Aujourd'hui, ce sont des travaux portant sur ce qui pourrait se produire lors de collisions avec des naines blanches qui sont sur le devant de la scène.

Des traces des trous noirs primordiaux dans la chimie de la Voie lactée ?

Les astrophysiciens ont découvert qu'en plus de déclencher des explosions de supernovae très semblables en apparence à celle de type SN Ia, des réactions thermonucléaires différentes du cas classique accompagneraient ces explosions, laissant une signature distincte dans la composition chimique des restes de supernovae SN Ia, indiquant donc qu'elles ont été parfois le produit de ces collisions exotiques entre astres compacts.

En fait, le modèle des supernovae utilisé pour étudier leur rôle dans l'enrichissement chimique galactique a révélé qu'une proportion non nulle de supernovae de type Ia, déclenchées par des trous noirs primordiaux, serait nécessaire pour expliquer l'évolution des abondances chimiques observée chez les étoiles de la Voie lactée.