2024-01-19 09:58:00
Le plus vieux trou noir de l’Univers a été découvert : il a plus de 13 milliards d’années
On a découvert un trou noir qui, 400 millions d’années après le big bang auquel il remonte, soit il y a bien plus de 13 milliards d’années, est le plus ancien jamais observé. La découverte réalisée par une équipe internationale d’astronomes dirigée par l’Université de Cambridge, utilisant le télescope spatial James Webb de la NASA, est rapportée dans la revue Nature.
“Les résultats représentent un énorme pas en avant”, a déclaré Roberto Maiolino, du laboratoire Cavendish et de l’institut Kavli de cosmologie de Cambridge. et auteur principal de l’étude. Le fait que ce trou noir étonnamment massif, quelques millions de fois la masse du Soleil, existe déjà si tôt dans l’univers remet en question nos hypothèses antérieures sur la façon dont les trous noirs se forment et se développent.
Les astronomes pensent que les trous noirs supermassifs trouvés au centre de galaxies comme la Voie lactée ont atteint leur taille actuelle sur des milliards d’années.. Mais la taille de ce trou noir récemment découvert suggère qu’ils pourraient se former d’autres manières : ils pourraient « naître gros », ou ils pourraient manger de la matière à un rythme cinq fois plus rapide qu’on ne le pensait auparavant. Selon les modèles standards, les trous noirs supermassifs se forment à partir des restes d’étoiles mortes, qui s’effondrent et peuvent former un trou noir d’une masse cent fois supérieure à celle du Soleil. S’il se développait comme prévu, ce trou noir nouvellement identifié prendrait environ un milliard d’années pour atteindre la taille observée. Pourtant, l’univers n’avait pas encore un milliard d’années lorsque ce trou noir a été détecté.
Il est très tôt dans l’univers pour voir un trou noir aussi massif, nous devons donc envisager d’autres façons dont ils pourraient se former. ” (Roberto Maiolino)
“Les toutes premières galaxies étaient extrêmement riches en gaz, elles auraient donc constitué un assortiment de trous noirs”, a poursuivi Maiolino. Comme tous les trous noirs, ce jeune trou noir dévore la matière de sa galaxie hôte pour alimenter sa croissance. Cependant, cet ancien trou noir dévore la matière bien plus vigoureusement que ses frères des temps ultérieurs. La jeune galaxie hôte, appelée GN-z11, brille grâce à un trou noir très énergétique en son centre. Les trous noirs ne peuvent pas être observés directement, mais sont détectés par la lueur d’un disque d’accrétion tourbillonnant, qui se forme près des bords d’un trou noir. Le gaz dans le disque d’accrétion devient extrêmement chaud et commence à briller et à émettre de l’énergie ultraviolette. Cette forte lueur permet aux astronomes de repérer les trous noirs. GN-z11 est une galaxie compacte, environ cent fois plus petite que la Voie lactée, mais le trou noir nuit probablement à son développement. Lorsque les trous noirs consomment trop de gaz, ils le repoussent comme un vent ultrarapide.
Ce « vent » pourrait bloquer le processus de formation des étoiles, tuant lentement la galaxie, mais cela détruirait également le trou noir lui-même, tout en le privant de sa source de nourriture. “Le pas de géant fourni par JWST en fait le moment le plus excitant de ma carrière”, a déclaré Maiolino.
“C’est une nouvelle ère : le saut gigantesque en matière de sensibilité, notamment dans l’infrarouge, c’est comme passer du télescope de Galilée à un télescope moderne en une nuit”, a poursuivi Maiolino. “Avant que Webb n’entre en activité, je pensais que l’univers n’avait peut-être pas grand-chose à révéler au-delà de ce que nous pouvions voir avec le télescope spatial Hubble”, a déclaré Maiolino.
« Mais – a ajouté Maiolino – ce n’était pas du tout comme ça : l’univers a été très généreux en nous montrant ce qu’il faisait, et ce n’est que le début ». “La sensibilité du JWST signifie que des trous noirs encore plus anciens pourraient être découverts dans les mois et les années à venir”, a conclu Maiolino, qui, avec son équipe, espère utiliser les futures observations du JWST pour tenter de trouver des signatures plus petites de trous noirs, ce qui pourrait aider à résoudre le casse-tête des différentes manières dont les trous noirs pourraient se former et s’ils commencent en grand ou grandissent rapidement.
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