Une équipe internationale d’astronomes dirigée par l’Université de Cambridge a détecté le plus vieux trou noir jamais découvert, à tel point qu’il remonte à l’origine de l’univers. Selon les observations réalisées à l’aide du télescope spatial James Webb, son origine s’est produite 400 millions d’années après le Big Bang. treize milliards d’années.
C’est aussi un colosse cosmique dont la masse est des millions de fois supérieure à celle de notre Soleil, de quoi dévorer la galaxie qui tourbillonne autour d’elle. Les théories en vigueur jusqu’à présent supposaient que les trous noirs supermassifs trouvés, par exemple, au cœur de notre Voie lactée grandissaient à mesure qu’ils absorbaient la matière environnante, mais il faut désormais les reconsidérer à la lumière de cette découverte.
Sa taille, écrivent les auteurs Revue natureimplique que soit est apparu extrêmement grand ou dévore la matière un rythme cinq fois plus rapide qu’on ne le croyait possible. S’il se formait comme prévu, ce trou noir supermassif serait le résultat de l’effondrement d’une étoile cent fois plus grande que le Soleil, mais il aurait fallu un milliard d’années pour atteindre sa masse actuelle, ce qui est impossible car l’univers venait de naître.
[Captada la primera fotografía de Sagitario A*, el agujero negro en el centro de la Vía Láctea]
La galaxie tentant de se former autour de ce trou noir primordial a été nommée GN-z11. Elle est « compacte », selon les mots des auteurs, et cent fois plus petite que la Voie lactée. Mais la voracité du colosse qui sommeille en lui nuit à son développement, en consommant excès de gaz et expulser les restes sous la forme de vents cosmiques à grande vitesse. Ces sursauts interfèrent avec la formation des étoiles, tuant lentement non seulement la galaxie mais aussi le trou noir lui-même, qui risque de s’effondrer. disparaître à cause de la famine.
En attendant, GN-z11 a pu être identifié par le lueur brillante ce qui provoque l’échange d’énergie aux limites extérieures du trou noir. Ces objets astronomiques ne peuvent pas être localisés directement précisément car ils n’émettent ni ne réfléchissent la lumière. Mais ils sont entourés d’un disque d’accrétion, très chaud et brillant, produit de l’absorption de matière et de gaz sur ses bords. Cette trace de lumière ultraviolette C’est ce qui a permis de localiser cet objet inédit.
Quand le trou noir avale une étoile
Ce que l’on appelle les événements de perturbation des marées (TDE) se produisent lorsque des trous noirs supermassifs – dont la masse est des millions de fois supérieure à celle d’une étoile moyenne – attirent l’un de ces soleils. La l’étoile est déchirée par l’horizon des événements, le bord extérieur qui forme le disque d’accrétion brillant, avec des éruptions de plasma très puissantes. Ces gaz très chauds finissent par être à nouveau absorbés avec un flash qui dépasse la luminosité d’une galaxie entière pendant des semaines, voire des mois.
Un ouvrage de l’Université hébraïque de Jérusalem (Israël) publié dans Nature a recréé un TDE dans un simulateur d’hydrodynamique de rayonnement avec des paramètres suffisamment réalistes pour déterminer ce qui se passe lors de l’événement cosmique. Le test a déterminé qu’il y a un nouveau type d’ondes de choc inconnu à ce jour qui se produisent lorsque la masse gravitationnelle du trou noir attire l’étoile vers son intérieur. Au contact, il émet de l’énergie à une vitesse qui n’était pas considérée comme possible.
Cette constatation confirme donc que les phases les plus lumineuses d’un flash TDE sont renforcées par le dissipation des chocs, une conclusion qu’il faudra désormais entériner grâce aux travaux d’exploration approfondis menés par les astronomes observationnels. Et cela jette les bases de la traduction des observations d’événements de perturbation de masse en mesures précises des propriétés du trou noir, telles que sa masse et vitesse de rotation.
Suivez les sujets qui vous intéressent