Presque toutes les galaxies abritent en leur centre un gigantesque trou noir, dont la masse vaut environ un millième de celles des étoiles environnantes. Or précisément, dans cette région galactique (« bulbe » galactique), la formation stellaire a cessé depuis longtemps. Ce constat a suggéré aux astrophysiciens que les trous noirs pourraient empêcher les galaxies de créer de nouvelles étoiles. Mais comment ?

Pour le savoir, une équipe de chercheurs, impliquant le CEA-Irfu, a analysé 69 galaxies de natures différentes, pour lesquelles on dispose de mesures de la masse des étoiles, du trou noir central et du réservoir en gaz d'hydrogène atomique. 

Leur étude confirme que les galaxies elliptiques, plus massives que les galaxies spirales, ne contiennent que très peu d'hydrogène atomique, ce qui explique l'absence de disque galactique et de région de formation d'étoiles en leur sein.

L'influence des trous noirs supermassifs sur les galaxies et leur réservoir de gaz

En étudiant l'évolution du réservoir d'hydrogène en fonction des types de galaxies, les physiciens ont découvert que la diminution du gaz est davantage corrélée à la masse du trou noir qu'à celle de la galaxie. Il semble donc que le trou noir influence la capacité d'une galaxie à former des étoiles.

Or l'hydrogène provient essentiellement de l'accrétion de matière depuis l'espace intergalactique, ce qui signifie que les trous noirs pourraient empêcher les galaxies de recevoir de la matière extérieure. « Notre étude suggère que les trous noirs jouent un rôle dans l'histoire des galaxies en limitant leur croissance par un phénomène d'asphyxie, qui bloquerait l'entrée de matière et la formation de nouvelles étoiles », résume David Elbaz, chercheur au CEA-Irfu.

Une autre hypothèse est que le trou noir éjecterait une partie du gaz de la galaxie vers l'extérieur. Elle est cependant moins plausible, car on observe des galaxies dont le trou noir actif éjecte de la matière hors de la galaxie et qui continuent de former des étoiles.