La croissance d'une galaxie ressemble à une danse entre deux partenaires : au centre de presque chaque grande galaxie se trouve un trou noir supermassif, et ils grandissent ensemble. Mais qui mène la danse ? Les observations des galaxies réelles ont donné une réponse contradictoire : dans les spirales, comme notre Voie lactée, le trou noir semble tirer la croissance de la galaxie, tandis que dans les elliptiques, qui ressemblent à des ballons gonflés, il ne fait que suivre passivement.

Pour y voir plus clair, les chercheurs ont lancé la simulation informatique NIHAO — un univers virtuel où l'on peut suivre le destin de chaque galaxie de sa naissance à nos jours. Ils ont comparé la masse du trou noir à la dispersion des vitesses des étoiles au centre de la galaxie : plus les étoiles s'agitent vite, plus le trou noir est massif. Et là, une chose curieuse est apparue : avant le pic de formation d'étoiles, quand la galaxie produit des étoiles comme des petits pains, c'est la galaxie qui grandit en premier, et le trou noir suit. Après le pic, les rôles s'inversent — c'est désormais le trou noir qui prend de la masse et détermine ce que deviendra la galaxie.

Ce renversement a une conséquence inattendue pour les galaxies lointaines que l'on voit dans la jeunesse de l'Univers. Si l'on applique les anciennes formules, les trous noirs y semblent démesurément gonflés — des centaines de fois plus lourds qu'ils ne devraient être. Mais les nouvelles estimations, qui tiennent compte des relations de cause à effet, montrent que les anciens trous noirs étaient plus modestes, et qu'il n'y a aucun déséquilibre dans leur masse.