Le télescope James Webb découvre le plus ancien trou noir de l’univers visible

TEMPO.CO, Djakarta – Télescope spatial James Webb (JWST) a trouvé trou noir le plus ancien jamais observé, un ancien monstre d’une masse de 1,6 million de soleils se cachant 13 milliards d’années dans le passé de l’univers.

Le télescope James Webb, dont les caméras lui permettent de revenir sur les premiers jours de notre univers, a repéré un trou noir supermassif au centre. galaxie bébé GN-z11 environ 440 millions d’années après le début de l’univers, comme le rapporte Space, le 19 décembre 2023.

C’est l’un des innombrables trous noirs qui se sont étendus à des échelles terrifiantes à l’aube cosmique – la période environ 100 millions d’années après le Big Bang au cours de laquelle le jeune univers a commencé à briller pendant un milliard d’années.

On ne sait toujours pas comment le tourbillon cosmique s’est gonflé si rapidement après la formation de l’univers. Cependant, chercher une réponse pourrait aider à expliquer comment les trous noirs supermassifs actuels – qui ancrent des galaxies entières, y compris notre Voie lactée – ont atteint des tailles aussi étonnantes.

Les chercheurs ont publié leurs résultats plus tôt cette année dans la base de données pré-imprimée arXiv, mais l’étude n’a pas encore été évaluée par des pairs.

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“Les trous noirs dans l’univers primitif ne pouvaient pas se développer silencieusement et doucement comme le font aujourd’hui de nombreux trous noirs dans l’univers local”, a déclaré à Live Science l’auteur principal Roberto Maiolino, professeur d’astrophysique à l’Université de Cambridge. “Ils ont dû avoir une naissance ou une formation étrange et une croissance étrange.”

Plus près du présent, les astronomes pensent que les trous noirs sont nés de l’effondrement d’étoiles géantes. Cependant, quelle que soit leur existence, ils se développent en consommant constamment du gaz, de la poussière, des étoiles et autres trous noirs. Pendant qu’ils se régalent, la friction provoque un échauffement de la matière en spirale dans le trou noir et ils émettent une lumière qui peut être détectée par des télescopes, les transformant en ce qu’on appelle des noyaux galactiques actifs (AGN).

Les AGN les plus extrêmes sont des quasars, des trous noirs supermassifs qui sont des milliards de fois plus lourds que le soleil et qui éjectent leurs cocons de gaz avec des éclats de lumière des milliards de fois plus brillants que les étoiles les plus brillantes.

Parce que la lumière se déplace à une vitesse constante dans le vide, plus les scientifiques examinent l’univers en profondeur, plus la lumière qu’ils captent est lointaine et plus ils remontent dans le temps. Pour trouver les trous noirs dans la nouvelle étude, les astronomes ont scanné le ciel avec deux caméras infrarouges – l’instrument infrarouge moyen (MIRI) et la caméra infrarouge proche JWST – et ont utilisé les spectrographes internes des caméras pour décomposer la lumière en ses composants. fréquences.

En déconstruisant les faibles lueurs des premières années de l’univers, ils ont découvert des pics inattendus parmi les fréquences contenues dans la lumière – un signe majeur que la matière chaude autour des trous noirs émettait de faibles traces de lumière dans tout l’univers.

L’explication la plus populaire expliquant la croissance si rapide de ces premiers trous noirs est qu’ils se sont formés à partir de l’effondrement soudain de nuages ​​de gaz géants ou qu’ils sont issus de multiples fusions entre des amas d’étoiles et des trous noirs.

Néanmoins, les astronomes n’excluent pas que certains de ces trous noirs puissent être les graines d’hypothèses de trous noirs « primordiaux », qui auraient été créés quelque temps après – et dans certaines théories même avant – la création de l’univers.

“On ne sait toujours pas si l’effondrement direct est le seul moyen de créer un trou noir, car des circonstances particulières sont nécessaires pour que cela se produise”, a déclaré Maiolino. “Ce dont vous avez besoin, c’est d’un nuage pur, mais enrichi des éléments lourds fabriqués par les premières étoiles, et d’un nuage assez massif, allant de 10 000 à un million de masses solaires.”

Pour éviter que le nuage ne refroidisse trop rapidement et ne s’effondre d’abord en une étoile massive, il doit également être éclairé par une lumière ultraviolette, qui provient très probablement de galaxies ou de trous noirs proches.

“Vous avez donc besoin de ces conditions étranges où le nuage n’est pas enrichi par l’absorption de matière stellaire explosive, mais se trouve également à côté d’une autre galaxie qui produit beaucoup de photons”, a déclaré Maiolino. “Nous ne recherchons donc pas seulement un scénario, il existe en fait deux scénarios ou plus qui pourraient jouer un rôle.”

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