James Webb détecte une fusion de galaxies et de leurs trous noirs

Le télescope spatial James Webb, une collaboration NASA/ESA/CSA, continue de nous étonner par ses capacités exceptionnelles. La détection récente d’une fusion en cours de deux galaxies, ainsi que de leurs énormes trous noirs, a permis aux astronomes d’observer un phénomène jamais observé à une époque aussi précoce dans l’Univers. Selon les rapports l’Agence spatiale européenne (ESA), Cette découverte a été faite alors que l’Univers n’avait que 740 millions d’années..

Cette observation représente non seulement la détection la plus lointaine d’une fusion de trous noirs, mais aussi la première fois que ce processus est observé aussi tôt dans l’histoire cosmique. Le site Web de l’ESA consacré à la mission du télescope Webb souligne l’importance de cette découverte, fournir de nouveaux indices sur la croissance des trous noirs dans l’Univers primitif.

Trous noirs supermassifs

Des trous noirs supermassifs, dont la masse est des millions à des milliards de fois supérieure à celle du Soleil, se trouvent dans la plupart des galaxies massives de l’Univers local, y compris notre Voie lactée. Ces objets cosmiques ont eu un impact significatif sur l’évolution des galaxies où ils résident. Cependant, Les scientifiques cherchent encore à comprendre comment ces trous noirs ont réussi à se développer autant en si peu de temps..

La découverte de gigantesques trous noirs qui existaient au cours du premier milliard d’années après le Big Bang suggère que leur croissance a été extrêmement rapide et précoce.

Le système dans lequel cette fusion a été détectée est connu sous le nom de ZS7. Les observations de Webb ont fourni la preuve d’une fusion en cours, révélant un gaz chaud, dense et rapide à proximité des trous noirs. L’auteur principal de l’étude, Hannah Übler, de l’Université de Cambridge, a expliqué avoir trouvé « un gaz très dense et se déplaçant rapidement près du trou noir, ainsi qu’un gaz chaud et hautement ionisé éclairé par le rayonnement énergétique produit par les trous noirs ». lors de leurs épisodes “d’accrétion”.

Images très nettes

Grâce à la netteté sans précédent de Webb, l’équipe a pu séparer spatialement les deux trous noirs. L’un d’eux a une masse 50 millions de fois supérieure à celle du Soleil, tandis que l’autre, bien que difficile à mesurer en raison de sa localisation dans un gaz dense, a probablement une masse similaire. Roberto Maiolinode l’University College London, a noté que cette découverte suggère que la fusion est une voie importante pour la croissance rapide des trous noirs, même dans l’Univers primitif.

De plus, ces résultats confortent l’idée selon laquelle les trous noirs massifs ont influencé l’évolution des galaxies depuis le début. Pablo G. Pérez-Gonzálezdu Centre d’Astrobiologie (CAB), CSIC/INTA, a comparé la masse stellaire du système étudié avec celle du Grand Nuage de Magellan, soulignant comment l’évolution des galaxies en fusion pourrait être affectée par la présence de trous noirs supermassifs aussi grands ou supérieures à celles de notre Voie Lactée.

L’équipe prédit également qu’une fois les deux trous noirs fusionnés, ils généreront des ondes gravitationnelles. Ces événements seront détectables grâce à la prochaine génération d’observatoires d’ondes gravitationnelles, comme la mission LISA (Laser Interferometer Space Antenna), récemment approuvée par l’Agence spatiale européenne. LISA sera le premier observatoire spatial dédié à l’étude des ondes gravitationnelles.

Cette découverte a été réalisée dans le cadre du programme Galaxy Assembly avec NIRSpec Integral Field Spectroscopy. L’équipe s’est récemment vu attribuer un nouveau grand programme du cycle 3 d’observations Webb, étudier en détail la relation entre les trous noirs massifs et leurs galaxies hôtes au cours du premier milliard d’années.

Un élément important de ce programme consistera à rechercher et caractériser systématiquement les fusions de trous noirs. Cet effort déterminera la vitesse à laquelle les fusions de trous noirs se produisent au cours des premières époques cosmiques et évaluera le rôle des fusions dans la croissance précoce des trous noirs et la production d’ondes gravitationnelles depuis la nuit des temps.