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Hubble met en lumière l’origine des trous noirs supermassifs

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Il y a quelque 13,8 milliards d’années, l’univers est né d’un Big Bang
féroce. Pendant les nombreux millénaires qui ont suivi, cependant, il
s’agissait plutôt d’une garderie interstellaire. Notre galaxie, la Voie
lactée, était en pleine formation, les bébés étoiles crachaient leurs
premières étincelles, et même les trous noirs, que nous considérons
aujourd’hui comme des géants effrayants, étaient de minuscules œillets qui
commençaient à apprivoiser leur force.

Et à la surprise des scientifiques, le télescope spatial

Hubble de la Nasa a, sans le savoir, surpris l’un de ces petits trous noirs. Une
découverte majeure détaillée dans un article publié dans la revue

Nature. Son date de naissance se situe environ 750 millions d’années après le Big
Bang. Il a été baptisé

GNz7q.

Caché dans les anciennes données de Hubble

Pendant des années, ce trou noir supermassif en pleine expansion est
demeuré caché dans les anciennes données de Hubble, bien qu’il se trouve
dans l’une des régions du ciel les mieux étudiées, couverte par le projet
Origins Deep Survey-North du Grand Observatoire. Puis, un jour, GNz7q est
apparu comme un mystérieux point rouge au milieu de l’espace.

«

GNz7q est une découverte unique juste au centre d’un champ de ciel
célèbre et bien étudié

», a

déclaré Gabriel Brammer, astronome de l’Institut Niels Bohr de l’Université de
Copenhague et co-auteur de l’étude. «

Il est peu probable que la découverte de GNz7q dans la zone d’étude
relativement petite de GOODS-North soit le fruit d’un coup de chance,
mais plutôt que la prévalence de telles sources soit en fait beaucoup
plus élevée qu’on ne le pensait.

»

En d’autres termes, il se peut qu’il existe beaucoup d’autres bébés trous
noirs accidentellement négligés qui attendent d’être découverts. GNz7q
pourrait également aider les scientifiques à accomplir une tâche encore
plus importante : élucider l’origine des trous noirs supermassifs.

 

© NASA, ESA, Garth Illingworth (UC Santa Cruz), Pascal Oesch (UC Santa
Cruz, Yale), Rychard Bouwens (LEI), I. Labbe (LEI), Cosmic Dawn
Center/Niels Bohr Institute/University of Copenhagen, Denmark

Le mystère des trous noirs supermassifs

Le terme « supermassif » commence à peine à expliquer à quel point les
trous noirs peuvent être absolument gigantesques. Ces vides font des
millions de fois la taille de notre soleil, lequel pourrait accueillir un
million de Terres comme la nôtre.

La question qui taraude les astronomes depuis longtemps est : comment
certains trous noirs deviennent-ils si gros ? Où cela commence-t-il ? «

Comprendre comment les trous noirs supermassifs se forment et
grandissent dans l’univers primitif est un mystère majeur

», souligne
Gabriel Brammer. L’étude de GNz7q pourrait contribuer à éclaircir ce
mystère.

Les scientifiques pensent que les trous noirs supermassifs prennent
naissance dans les noyaux poussiéreux des galaxies à sursauts de formation
d’étoiles, c’est-à-dire des galaxies qui produisent des étoiles très
rapidement. Puis, en dévorant toute la poussière et le gaz de ces galaxies,
le trou noir gagne vraisemblablement beaucoup de chaleur et finit par
émerger de son cocon sous la forme d’un quasar, un trou noir supermassif
extrêmement lumineux.

Cependant, même si les scientifiques ont découvert par le passé des
galaxies à sursauts de formation d’étoiles et des quasars pour étayer le
début et la fin de la théorie, les chapitres intermédiaires de l’histoire
sont basés sur des simulations informatiques. Avec GNz7q, c’est donc la
première observation de cette étape intermédiaire.

«

GNz7q établit un lien direct entre ces deux populations rares et offre
une nouvelle voie pour comprendre la croissance rapide des trous noirs
supermassifs au début de l’univers

», commente Seiji Fujimoto, astronome à l’Institut Niels Bohr de
l’Université de Copenhague et auteur principal de l’étude.

En substance, bien qu’il ait vécu à une époque connue sous le nom d’aube
cosmique, GNz7q pourrait enfin expliquer comment les trous noirs
supermassifs qui résident à des époques ultérieures de l’univers ont vu le
jour. La Nasa considère même l’ancien gouffre comme un « chaînon manquant » potentiel pour la théorie de l’origine des
trous noirs supermassifs, notamment parce qu’il présente également de
nombreuses similitudes avec les quasars et les galaxies à sursauts de
formation d’étoiles.

«

Les propriétés de l’objet dans le spectre électromagnétique sont en
excellent accord avec les prédictions des simulations théoriques

», précise Seiji Fujimoto. Par exemple, sa rougeur sur le relevé
GOODS-North est probablement le produit de la lumière du quasar qui est
rougie par la poussière de la combustion.

Le télescope James Webb va étudier un ancien trou noir

Hubble a multiplié les exploits ces derniers temps. Il a récemment repéré

Earendel, l’étoile la plus lointaine que l’humanité ait jamais vue et une comète au
noyau en forme de « boule de neige sale ».

Cet afflux constant d’observations d’objets interstellaires est une bonne
nouvelle pour le télescope spatial

James Webb. Ses capacités d’imagerie infrarouge sans précédent lui permettent de
pouvoir observer très, très loin dans le passé, juste après le Big Bang. Il
sera un excellent outil pour étudier en détail le trou noir récemment
découvert par Hubble.

«

Le télescope James Webb permettra de caractériser pleinement ces objets
et de sonder leur évolution et la physique sous-jacente de manière
beaucoup plus détaillée

», a déclaré Seiji Fujimoto. «

Une fois en fonctionnement régulier, Webb aura le pouvoir de déterminer
de manière décisive à quel point ces trous noirs à croissance rapide
sont vraiment communs

».

Le télescope James Webb devrait renvoyer ses premières images cet été.

Article de CNET.com adapté par CNETFrance

Image de Une : Nasa, Esa, N. Bartmann

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