Il y a un monstre massif qui se cache au début de l’univers, 10 milliards de fois la masse de notre Soleil. Et l’un des Télescope spatial James WebbLes premières tâches de (JWST) consisteront à percer le voile d’une distance et d’un temps incroyables pour aider les astronomes à déterminer s’il s’agit bien de ce qu’il semble être : un trou noir supermassif, l’un des plus grands encore trouvés, depuis le plus ancien moments de formation des étoiles.
La recherche, qui fait partie du premier cycle d’observations du JWST, est dirigée par Jinyi Yang, astronome et boursier Peter Strittmatter de l’observatoire Steward de l’université d’Arizona. Son équipe sera l’une des premières à utiliser les nouveaux instruments disponibles sur JWST pour observer la formation d’un quasar – le noyau ultra-brillant d’un noyau galactique avec un trou noir supermassif en son centre – à l’époque où les étoiles et les galaxies étaient commence tout juste à se former.
QUOI DE NEUF – Comme JWST a commencé à publier son premières images pour le public, c’est l’une des cibles des Observateurs Généraux (ou « GO ») du Cycle 1. Au cours de la prochaine année, 6000 heures du temps du nouveau télescope spatial seront consacrées à des projets sélectionnés parmi les propositions d’astronomes et de physiciens du monde entier – 286 projets ont été sélectionnés sur plus de 1000 propositions de 44 pays, et la majorité sont relativement courtes, comme cette proposition. Le temps total que Webb consacrera à ces mesures est inférieur à six heures, mais les gains seront sans précédent pour les astronomes.
Parler avec Inverse, Yang a noté que la sensibilité et la résolution du spectrographe proche infrarouge (ou NIRSpec) du télescope Webb signifient que les astronomes “pourront voir ce que nous n’avons jamais vu”. La possibilité d’obtenir des données haute résolution à partir de spectres dans les longueurs d’onde de l’infrarouge moyen (30 à 50 micromètres) permettra aux astronomes d’apercevoir un trou noir monstre dès le début de la formation des étoiles, des galaxies et des trous noirs.
POURQUOI EST-CE IMPORTANT – Le quasar que Webb ciblera pour cette recherche, J0038-0653, est l’un des plus anciens que nous connaissions. Ses ondes infrarouges datent des 800 premiers millions d’années d’existence de l’univers, et l’inflation de l’univers signifie qu’il a parcouru 13 milliards d’années pour nous atteindre. En raison de cette grande distance, même les instruments les plus puissants ne pouvaient que confirmer son existence. En fait, les premiers quasars de ce début de formation des étoiles, des galaxies et des trous noirs ont été trouvé il y a seulement un peu plus d’une décennieune découverte Yang crédits avec la direction de sa carrière.
Parce qu’il est si vieux, le quasar s’éloigne de la Terre qu’il apparaît dans un tel décalage vers le rouge qu’il ne peut être observé qu’à haute résolution avec des instruments capables de couvrir le spectre infrarouge moyen. Le NIRSpec de Webb pourra observer une minuscule tranche de ciel pour mesurer la masse du trou noir supermassif dans le quasar. À l’heure actuelle, les astronomes n’ont qu’une idée générale de la masse de la masse du trou noir.
Avoir une mesure beaucoup plus précise aiderait à clarifier comment les trous noirs ont commencé à se développer dans l’univers primitif. Si le télescope spatial James Webb peut confirmer que ce quasar est vraiment aussi massif, cela signifierait que les premiers trous noirs étaient particulièrement massifs ou se sont développés beaucoup plus rapidement que leurs homologues modernes.
Le Dr Yang note également que parce que les quasars à haut décalage vers le rouge comme celui-ci sont si brillants et si éloignés, les observations d’eux et de leurs spectres fournissent des informations directes sur l’état du milieu intergalactique – le plasma extrêmement diffus qui n’est pas rassemblé dans les galaxies – que les galaxies se sont formées. Les quasars éclairent le processus par lequel les premières galaxies se sont formées à l’époque de la réionisation.
ET APRÈS – À l’heure actuelle, les projets GO comme celui-ci vont utiliser un peu plus de la moitié du temps du télescope spatial James Webb au cours de l’année prochaine alors que le programme commence à atteindre ses premiers objectifs d’observation. À l’heure actuelle, il s’agit de l’un des 29 petits projets axés sur les trous noirs supermassifs et d’autres noyaux galactiques actifs, qui, selon le Dr Yang, vont lancer une “toute nouvelle génération en astronomie”. Mais pour le moment, ajoute-t-elle, “c’est un peu nerveux d’attendre les données mais très excitant.”
