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Le plus vieux trou noir jamais détecté est né 470 millions d'années après le Big Bang
Des scientifiques ont découvert le plus vieux trou noir jamais observé, un monstre cosmique formé 470 millions d’années seulement après le Big Bang.
Les résultats, publiés lundi, confirment les théories selon lesquelles les trous noirs supermassifs existaient à l’aube de l’univers. Le télescope spatial James Webb de la NASA et l’observatoire Chandra des rayons X ont fait équipe au cours de l’année écoulée pour réaliser ces observations.
Étant donné que l’univers a 13,7 milliards d’années, l’âge de ce trou noir est donc de 13,2 milliards d’années.
Plus étonnant encore pour les scientifiques, ce trou noir est énorme : il est dix fois plus gros que le trou noir de notre Voie lactée.
On pense qu’il pèse entre 10 % et 100 % de la masse de toutes les étoiles de sa galaxie, a déclaré l’auteur principal Akos Bogdan, du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Ce chiffre est très éloigné de la proportion minuscule des trous noirs de notre Voie lactée et d’autres galaxies proches, estimée à 0,1 %, a-t-il fait remarquer.
« Il est vraiment très tôt dans l’univers pour être un tel mastodonte », a souligné Priyamvada Natarajan, de l’Université de Yale, qui a participé à l’étude publiée dans la revue Nature Astronomy.
Un article complémentaire a été publié dans Astrophysical Journal Letters. « Il est stupéfiant de constater que cette chose est déjà en place avec sa galaxie si tôt dans l’univers. »
Les chercheurs pensent que le trou noir s’est formé à partir d’énormes nuages de gaz qui se sont effondrés dans une galaxie voisine d’une autre galaxie contenant des étoiles. Les deux galaxies ont fusionné et le trou noir a pris le relais.
Le fait que Chandra l’ait détecté grâce aux rayons X confirme « sans aucun doute qu’il s’agit d’un trou noir », selon Mme Natarajan. Avec les rayons X, « on capture en fait le gaz qui est attiré gravitationnellement vers le trou noir, qui s’accélère et qui se met à briller dans les rayons X », a-t-elle expliqué.
Ce quasar est considéré comme un quasar puisqu’il est en croissance active et que le gaz est d’une luminosité aveuglante, a-t-elle ajouté.
Selon les scientifiques, le télescope Webb pourrait à lui seul avoir repéré un trou noir vieux de seulement 29 millions d’années, mais celui-ci doit encore être observé dans les rayons X et vérifié. Mme Natarajan s’attend à ce que d’autres trous noirs précoces soient découverts, peut-être moins loin, mais tout de même assez éloignés.
« Nous nous attendons à ce qu’une nouvelle fenêtre s’ouvre dans l’univers, et je pense qu’il s’agit de la première fissure », a-t-elle dit.
Les deux télescopes spatiaux — Webb et Chandra — ont utilisé une technique appelée lentille gravitationnelle pour agrandir la région de l’espace où se trouvent cette galaxie, UHZ1, et son trou noir. Les télescopes ont utilisé la lumière d’un amas de galaxies beaucoup plus proche, à seulement 3,2 milliards d’années-lumière de la Terre, pour agrandir UHZ1 et son trou noir beaucoup plus loin en arrière-plan.
« Il s’agit d’un objet assez peu lumineux et, par chance, la nature l’a agrandi pour nous », a dit Mme Natarajan.
Lancé en 2021 à une distance de 1,6 million de kilomètres, Webb est l’observatoire astronomique le plus grand et le plus puissant jamais envoyé dans l’espace; il voit l’univers dans l’infrarouge. L’observatoire Chandra, beaucoup plus ancien, voit les rayons X; il a été mis en orbite en 1999.
« Je trouve absolument incroyable que Chandra puisse faire des découvertes aussi étonnantes 24 ans après son lancement », a déclaré M. Bogdan.