Pirmosios žvaigždės Visatoje atsirado praėjus keliems šimtams milijonų metų po Didžiojo sprogimo. Tiesioginių šio proceso stebėjimų neturime, o ir tos pirmosios žvaigždės jau seniai mirusios. Taigi nagrinėti jų savybes tenka naudojantis skaitmeniniais modeliais. Pirmieji bandymai sekti žvaigždžių formavimąsi pirmykštėje Visatoje rodė, kad žvaigždžių masė turėjo būti apie 10 kartų didesnė, nei tipinė šiandien, vėlesni – kad masės visgi panašios.
Bet kai kurie modeliai rodė, jog kartais galėjo susidaryti sąlygos ir ypatingai masyvių objektų formavimuisi. Dabar pirmą kartą toks procesas, vadinamas šaltąja akrecija, išnagrinėtas nuo pradžios iki žvaigždinio objekto atsiradimo.
Šaltoji akrecija yra dujų kritimas į dangaus kūną – šiuo atveju augančią galaktiką – kurio metu dujų temperatūra neviršija kritinės ribos, vadinamos virialine temperatūra. Virialinę temperatūrą pasiekusių dujų slėgis nusveria jas traukiančią gravitaciją, todėl dujos nustoja sparčiai kristi į centrą ir išsisklaido plačiu debesiu; tokių dujų kritimas vadinamas karštąja akrecija.
Šaltosios akrecijos atveju dujos krenta palyginus siauru srautu iki centrinių galaktikos dalių. Ankstesniais skaitmeniniais modeliais pavykdavo sekti tik šio proceso pradžią, tačiau buvo neaišku, kokį poveikį dujų kritimas turi centrinėje galaktikos dalyje jau esančioms dujoms.
Naujojo tyrimo autoriai išnagrinėjo maždaug šimto milijonų Saulės masių tamsiosios materijos halų ir į jas krentančių dujų evoliuciją, pasiekdami vieno parseko erdvinę skyrą. Jie nustatė, kad šaltoji akrecija gali vykti tik pakankamai masyviuose haluose – jų masė turi viršyti keliasdešimt milijonų Saulės masių, o tiksli vertė priklauso nuo Visatos amžiaus.
Šaltų dujų srautas, pataikęs į galaktikoje jau esančių dujų diską, sukelia stiprą smūginę bangą ir sutankėjimą, kuris greitai tampa nestabilus savo paties gravitacijai. Sutankėjimas, kurio tipinė masė yra keliasdešimt tūkstančių, o kartais siekia ir šimtą tūkstančių, Saulės masių, greitai ima formuoti žvaigždinį objektą. Į smulkesnius darinius jis nefragmentuoja, nes negali efektyviai atvėsti.
Šimto tūkstančių Saulės masių darinys, pradėjęs vykdyti termobranduolines reakcijas, greičiausiai nespėja pasiekti visiškos pusiausvyros būsenos ir tapti tikra žvaigžde iki suvartojant reakcijų kurą ir kolapsuojant į kompaktišką objektą arba sprogstant supernova. Tiesa, šios proceso dalies šiame modelyje tirta nebuvo.
Šaltoji akrecija vyko ir vėlesniais laikais; ji vyksta iki šių dienų. Tačiau pasikeitusi cheminė dujų sudėtis leidžia masyvioms dujų sankaupoms fragmentuoti, tad vietoje vieno 100 tūkstančių Saulės masių objekto gauname panašios masės žvaigždžių spiečių. Supermasyvios žvaigždės galėjo būti ir supermasyvių juodųjų skylių pirmtakai, tad šis rezultatas padeda suprasti ir galaktikų centruose tūnančių monstrų kilmę.
