Les scientifiques ont découvert le trou noir le plus ancien à ce jour, une bête cosmique formée à peine 470 millions d’années après le Big Bang.
Les résultats, publiés lundi, confirment les théories jusqu’à présent selon lesquelles des trous noirs supermassifs existaient à l’aube de l’univers. Le télescope spatial James Webb de la NASA et l’observatoire Chandra X-Ray se sont associés au cours de la dernière année pour effectuer ces observations.
Étant donné que l’univers a 13,7 milliards d’années, l’âge de ce trou noir est de 13,2 milliards d’années.
Ce qui est encore plus étonnant pour les scientifiques, c’est que ce trou noir est 10 fois plus gros que le trou noir de notre propre Voie lactée.
On pense que son poids représente entre 10 et 100 % de la masse de toutes les étoiles de sa galaxie, a déclaré l’auteur principal Akos Bogdan du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Ce pourcentage est loin d’être comparable à celui des trous noirs de notre Voie lactée et d’autres galaxies proches – environ 0,1 %, a-t-il noté.
« Il est très tôt dans l’univers pour devenir un tel monstre », a déclaré Priyamvada Natarajan de l’Université de Yale, qui a participé à l’étude publiée dans la revue Astronomie naturelle. Un article complémentaire est paru dans le Lettres de journaux astrophysiques. « Il est étonnant de voir à quel point cette chose est déjà en place avec sa galaxie si tôt dans l’univers. »
Les chercheurs pensent que le trou noir s’est formé à partir de nuages de gaz colossaux qui se sont effondrés dans une galaxie voisine d’une galaxie contenant des étoiles. Les deux galaxies ont fusionné et le trou noir a pris le relais.
Le fait que Chandra l’ait détecté par rayons X confirme « sans aucun doute qu’il s’agit d’un trou noir », selon Natarajan. Avec les rayons X, « vous capturez en fait le gaz qui est attiré gravitationnellement dans le trou noir, accéléré et il commence à briller dans les rayons X », a-t-elle déclaré.
Celui-ci est considéré comme un quasar car il est en croissance active et le gaz est d’une luminosité aveuglante, a-t-elle ajouté.
Le télescope Webb à lui seul a peut-être repéré un trou noir âgé de 29 millions d’années, selon les scientifiques, mais il n’a pas encore été observé et vérifié aux rayons X. Natarajan s’attend à ce que davantage de trous noirs précoces soient découverts, peut-être pas aussi loin, mais toujours assez éloignés.
« Nous nous attendons à ce qu’une nouvelle fenêtre s’ouvre sur l’univers, et je pense que c’est la première fissure », a-t-elle déclaré.
Les deux télescopes spatiaux, Webb et Chandra, ont utilisé une technique appelée lentille gravitationnelle pour agrandir la région de l’espace où se trouvent cette galaxie, UHZ1, et son trou noir. Les télescopes ont utilisé la lumière d’un amas de galaxies beaucoup plus proche, à seulement 3,2 milliards d’années-lumière de la Terre, pour agrandir UHZ1 et son trou noir beaucoup plus loin en arrière-plan.
« C’est un objet assez pâle, et grâce à la chance, la nature l’a agrandi pour nous », a déclaré Natarajan.
Lancé en 2021 à 1 million de miles (1,6 million de kilomètres), Webb est l’observatoire astronomique le plus grand et le plus puissant jamais envoyé dans l’espace ; il voit l’univers dans l’infrarouge. Chandra, beaucoup plus âgée, a une vision aux rayons X ; il a été mis en orbite en 1999.
« Je trouve absolument incroyable que Chandra puisse faire des découvertes aussi étonnantes 24 ans après son lancement », a déclaré Bogdan.
Plus d’information:
Ákos Bogdán et al, Preuve de l’origine des graines lourdes des premiers trous noirs supermassifs du quasar à rayons X az ≈ 10, Astronomie naturelle (2023). DOI : 10.1038/s41550-023-02111-9
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