L’objet le plus lumineux de l’univers est un quasar avec un trou noir à l’intérieur qui mange un « soleil » par jour | Science

La lumière provenant de l’objet le plus lumineux connu a mis plus de 12 milliards d’années pour atteindre la Terre, depuis l’enfance de l’univers. La lumière provenant de ce quasar, comme on appelle ce type d’objets, était si intense que, pendant un certain temps, on a pensé qu’il s’agissait d’une étoile proche. Il est apparu dans des analyses du ciel de 1980, puis dans une récente de 2022, mais dans les deux cas, J0529-4351, comme l’objet a été nommé, était considéré comme un soleil. Il s’agissait pourtant d’un quasar, un gigantesque disque de gaz et de poussières de sept années-lumière de diamètre, formé autour d’un trou d’une masse de plus de 17 milliards de soleils. Cet objet dévore chaque jour la matière équivalente à notre Soleil et secoue son environnement de telle manière qu’il émet d’énormes quantités de lumière qui nous parviennent depuis l’aube du cosmos. Cette semaine, une équipe de scientifiques dirigée par Christian Wolf de l’Université nationale australienne de Canberra publie dans le magazine Astronomie naturelle une analyse qui montre que le quasar J0529-4351 est celui qui connaît la croissance la plus rapide et le plus brillant.

Les quasars, des Anglais objet quasi stellaire (objets proches de l’étoile), on les appelle ainsi car, lorsqu’ils ont commencé à être découverts avec les radiotélescopes à la fin des années 1950, les astronomes se sont rendu compte que ces objets lointains et puissants avaient été confondus avec de simples étoiles vues par le télescope à proximité. Depuis, plus d’un million ont été identifiés. Mais ils sont souvent cachés à la vue de tous, comme le disent les auteurs de l’article. Dans une analyse de données automatisée obtenu par Gaïa, Une sonde de l’Agence spatiale européenne qui a catalogué quelques milliards d’objets astronomiques, J0529-4351, a été jugée trop brillante pour être un quasar et a été identifiée comme une étoile. Sa véritable nature a été révélée l’année dernière grâce aux observations du télescope de 2,3 mètres de l’Université nationale australienne à l’observatoire de Siding Spring. Les scientifiques ont ensuite pu estimer avec précision les distances, les dimensions et la luminosité de l’objet grâce au spectrographe. X-tireur du Very Large Telescope (VLT), l’installation de l’Observatoire européen austral dans le désert d’Atacama, au Chili.

Mar Mezcua, de l’Institut des Sciences Spatiales (ICE-CSIC), à Barcelone, considère que l’aspect le plus intéressant du travail est qu’il montre comment « même si nous disposons d’une immense quantité de données, si nous ne sommes pas capables pour bien le traiter, il existe de nombreuses découvertes qui passent inaperçues. Lors de la recherche de quasars, de grandes régions du ciel sont analysées, puis des modèles, parfois issus de l’apprentissage automatique, sont utilisés pour tenter de distinguer les quasars des étoiles ou d’autres objets célestes. Comme avec d’autres modèles informatiques similaires, ils sont formés avec des images de ce qui est connu et classifié, ce qui rend difficile la réalisation de nouvelles découvertes lorsque les objets s’éloignent de la norme.

Pour Isabel Márquez, du Institut d’Astrophysique d’Andalousie, du CSIC, la taille de cet objet sera utile pour tester les relations entre masse et luminosité de trous noirs lointains, ce qui, jusqu’à présent, nécessite de nombreuses extrapolations. “Lorsque l’ELT (le télescope extrêmement grand, en construction au Chili) fonctionnera et que l’interférométrie optique pourra être réalisée, ce sera l’un des premiers objets qui seront étudiés”, souligne Márquez. Ce quasar très brillant nous aidera à savoir si les estimations utilisées pour calculer les tailles et autres caractéristiques des trous noirs sont adéquates. Sur le VLT se trouve un instrument, GRAVITY+, qui sert à mesurer la masse des trous noirs et le quasar J0529-4351 servira à le mettre à jour.

La découverte d’objets aussi grands aux premiers stades de l’univers montre “la prédilection de l’univers pour la formation d’objets très massifs, dans des zones plus denses et avec plus de galaxies qu’aujourd’hui”, explique Márquez. “Dans l’univers ultérieur, de tels objets ne peuvent plus être générés”, ajoute-t-il. En opinión de Mezcua, esta clase de descubrimientos “da peso a la teorÃa de los agujeros semilla†: un tipo de objetos que ayudarÃa a explicar cómo se formaron agujeros negros tan masivos tan pronto, cuando no está claro cómo podrÃa haberse acumulado tanta la matière. Des découvertes comme celle annoncée aujourd’hui ou celles réalisées par le télescope spatial James Webbqui détectent des trous noirs encore plus anciens que J0529-4351, apparus seulement 400 millions d’années après le Big Bang, reconstituent l’histoire de ces premiers temps du cosmos, essentielle pour comprendre comment il a évolué pour devenir l’univers que nous habitons.

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