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Une tempête de trou noir colossale a été détectée faisant rage au début de l’univers

by Nouvelles

Aux confins de l’Univers, un trou noir supermassif fait une crise de colère.

Il souffle un vent énorme dans l’espace intergalactique, et nous voyons la lumière de la tempête d’il y a 13,1 milliards d’années, lorsque l’Univers avait moins de 10 % de son âge actuel. C’est la tempête la plus lointaine que nous ayons jamais identifiée, et sa découverte est un indice qui pourrait aider les astronomes à démêler l’histoire de la formation des galaxies.

“La question est de savoir quand les vents galactiques sont-ils apparus dans l’Univers?” a déclaré l’astronome Takuma Izumi de l’Observatoire national d’astronomie du Japon (NAOJ).

“C’est une question importante car elle est liée à un problème important en astronomie : comment les galaxies et les supermassifs trous noirs coévoluer ?”

Les trous noirs supermassifs ne peuvent pas être séparés des galaxies. Ces énormes objets, des millions à des milliards de fois la masse du Soleil, constituent le cœur puissant du système galactique – le noyau gravitationnel autour duquel tout le reste de la galaxie tourne.

Ils jouent également un rôle important dans la formation de leurs galaxies. L’une des façons dont ils le font est un mécanisme appelé rétroaction. Les vents puissants du trou noir supermassif soufflent dans l’espace, emportant de la matière qui produirait des étoiles dans certaines régions, ou la forçant à s’effondrer en de nouvelles étoiles dans d’autres. En fin de compte, la présence du trou noir impose des contraintes sur la masse stellaire de la galaxie.

Fait intéressant, la masse d’un trou noir supermassif est généralement à peu près proportionnelle au renflement central de la galaxie qui l’entoure. Les astronomes ne savent pas pourquoi cela se produit, car une galaxie a beaucoup plus de masse que son trou noir supermassif, d’environ 10 ordres de grandeur ; mais la proportionnalité suggère que les trous noirs supermassifs et leurs galaxies évoluent ensemble, plutôt que de se former séparément et de se réunir plus tard.

Pour étudier comment les premiers retours peuvent être observés dans l’Univers, Izumi et ses collègues ont utilisé le radiotélescope Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) au Chili pour rechercher le mouvement dans les flux de gaz autour des galaxies avec des trous noirs supermassifs au début de l’Univers.

Ils ont trouvé une galaxie appelée J1243+0100, quelques centaines de millions d’années seulement après la Big Bang. L’analyse de l’émission radio de la poussière dans la galaxie a suggéré de puissants flux sortants de 500 kilomètres (310 miles) par seconde, à un taux de sortie de 447 fois la masse du Soleil par an – certainement assez puissant pour éteindre la naissance de toutes les étoiles.

Cela en fait le premier vent de trou noir identifié à ce jour, prolongeant le record de 100 millions d’années, ce qui suggère que la rétroaction est apparue relativement tôt dans l’histoire de l’Univers.

Ce n’est pas la seule chose qui a émergé tôt, cependant. Les mesures ont montré que le trou noir supermassif horloge à environ 330 millions de fois la masse du Soleil.

En étudiant les données d’ALMA, les chercheurs ont également pu mesurer la masse du renflement de J1243+0100. Il a enregistré 30 milliards de fois la masse du Soleil, ce qui rend la masse du trou noir proportionnelle à environ 10 % de celle du renflement.

Cela suggère que la coévolution des trous noirs supermassifs et de leurs galaxies hôtes s’est également produite depuis au moins quelques centaines de millions d’années après le Big Bang.

“Nos observations soutiennent les récentes simulations informatiques de haute précision qui ont prédit que des relations coévolutives étaient en place même il y a environ 13 milliards d’années”, Izumi a dit.

“Nous prévoyons d’observer un grand nombre de tels objets à l’avenir et espérons clarifier si la coévolution primordiale vue dans cet objet est une image précise de l’Univers général à cette époque.”

La recherche a été publiée dans Le Journal d’Astrophysique.

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