Le plus ancien trou noir connu découvert | Science

Après le Big Bang, tout s’est passé très vite. Une équipe internationale d’astronomes vient de publier, dans le magazine Nature, la découverte du plus ancien trou noir connu et il était déjà là il y a plus de 13 milliards d’années, soit seulement 400 millions d’années après l’explosion. En si peu de temps (à l’échelle cosmique), elle avait pu accumuler la masse de plusieurs millions de soleils. La découverte, possible grâce au télescope spatial James Webb, Il teste les théories qui tentent d’expliquer comment ces objets se forment et grandissent.

La découverte a eu lieu au centre de la galaxie GN-z11, découverte par le télescope spatial Hubble et jusqu’à récemment le plus ancien connu. Bien qu’elle soit 25 fois plus petite que la Voie lactée et ne contenant que 1 % des étoiles, elle les créait 20 fois plus vite. Sa luminosité intense suggérait qu’un puissant trou noir pourrait se trouver à l’intérieur, comme cela se produit dans des galaxies comme la nôtre. Bien que ces objets ne soient pas observables directement, le gaz qui s’accumule à proximité s’échauffe et libère des rayons ultraviolets qui révèlent leur présence.

Roberto Maiolino, professeur au Kavli Institute of Cosmology de Cambridge, ne croit pas que ces résultats, aussi surprenants soient-ils, nécessiteront de nouvelles théories cosmologiques. « Du moins, pas encore », souligne le responsable de cette étude. “La découverte de trous noirs hypermassifs, de masses supérieures aux milliards de masses solaires, qui étaient déjà là dans le premier milliard d’années après le Big Bang, est un résultat déconcertant depuis 20 ans”, explique-t-il. Les nouvelles observations identifient les plus petits ancêtres de ces objets qui avaient grandi à un rythme qui semblait déjà excessif.

L’une des théories sur l’origine des trous noirs dit qu’ils apparaissent lorsqu’une étoile cent fois plus grande que le soleil épuise son combustible nucléaire et s’effondre sous sa propre force gravitationnelle. Puis, se nourrissant de leur environnement, ils commencent à accumuler de la masse, mais pour atteindre la taille de l’objet observé dans la galaxie GN-z11 au taux de croissance observé dans les trous noirs proches, il faudrait des milliards d’années. Et la galaxie n’en compte que 400 millions.

Parmi les modèles qui peuvent donner un sens à ces trous noirs, certains experts affirment que, bien qu’ils soient nés petits, dans cet univers primitif, il y avait beaucoup plus de gaz disponible pour alimenter leur croissance et qu’ils pourraient croître jusqu’à cinq fois plus vite que ce que l’on pensait possible. . Une alternative suggère qu’ils pourraient également avoir émergé sous forme de géantes, résultat de l’effondrement gravitationnel de nuages ​​de gaz primordiaux. La capacité de James Webb nous transporter aux débuts de l’univers et découvrir des trous noirs plus primitifs servira dans les années à venir à reconstituer la lignée de ces monstres cosmiques influents.

“La présence de trous noirs supermassifs dans les galaxies est très importante, car nous voyons que leurs propriétés sont liées à celles de la galaxie”, explique Michele Perna, co-auteur de l’étude et chercheuse à l’Institut de recherche sur la galaxie. Centre d’Astrobiologie, à Madrid. « C’est étrange, car un trou noir est très petit par rapport à la taille de la galaxie, comme un euro par rapport à la taille de la Terre, et sa masse est également une fraction de celle de la galaxie, comme 1 % ou moins. », indique-t-il. Malgré ces différences, il existe un lien entre l’activité du trou noir et sa galaxie, dans la manière dont cet objet, petit en comparaison, détermine la vitesse à laquelle les étoiles naissent dans la galaxie ou l’arrêt de la formation des étoiles.

Dans le cas de GN-z11, les astronomes pensent que le trou noir pourrait nuire à son développement, car une partie du gaz qu’il consomme se dirige avec voracité vers la galaxie, comme un ouragan, et peut arrêter la formation d’étoiles. Si cela devait se produire, cela aspirerait la vie de la galaxie et ruinerait sa source de nourriture.

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