Observation de la collision de trous noirs la plus éloignée jamais enregistrée, quand l’Univers n’avait que 740 millions d’années

Avec ses instruments à la pointe de la technologie, le télescope spatial James Webb est capable d’observer dans les détails des galaxies très distantes. Récemment, il a révélé un événement primitif majeur, quand l’Univers n’avait que 740 millions d’années. À travers les images capturées par le télescope, les scientifiques ont pu déceler une collision de deux trous noirs, qui serait ainsi la plus éloignée détectée à ce jour. L’analyse du phénomène devrait permettre d’approfondir notre compréhension du mécanisme derrière la croissance rapide de la masse de ces objets.

Au cours de la dernière décennie, deux interféromètres (dispositifs permettant de mesurer des distances ou des propriétés optiques avec une grande précision), Ligo et Virgo, ont détecté une centaine d’événements d’ondes gravitationnelles issues de collisions cosmiques. Ces phénomènes sont donc loin d’être rares. Cependant, très récemment, le télescope spatial James Webb a permis d’observer l’un de ces événements alors que l’univers n’avait que 740 millions d’années.

Le phénomène a été observé dans un système galactique nommé ZS7, dont la masse stellaire serait similaire à celle du Grand nuage de Magellan, notre galaxie voisine. « Grâce à la netteté sans précédent des images enregistrées par le télescope spatial James-Webb, nous avons pu séparer spatialement les deux trous noirs », affirme Hannah Übler, astronome à l’Université de Cambridge, dans un communiqué de l’Agence spatiale européenne (ESA).

Deux trous noirs 50 millions de fois plus massifs que le Soleil

L’un des trous noirs a une masse estimée à environ 50 millions de fois celle du Soleil, ce qui le qualifie de trou noir supermassif. Pour obtenir cette mesure, les scientifiques analysent le rayonnement émis par son environnement. Ce dernier résulte de l’échauffement de la matière environnante au sein du disque d’accrétion, émettant ainsi des rayons X et d’autres longueurs d’onde avec une intensité extrême.

Quant au second trou noir, il a été plus difficile pour les scientifiques d’estimer sa masse. En effet, il est entouré d’un nuage épais de gaz qui interfère avec les observations directes. « Nous avons trouvé des preuves de la présence d’un gaz très dense à proximité du trou noir », explique Übler. Cet élément aurait pu absorber ou émettre des radiations, masquant ainsi les signatures spécifiques du trou noir et rendant difficile son évaluation. Cependant, les astronomes estiment qu’il pourrait avoir la même masse que le premier.

Vers une meilleure compréhension des trous noirs

Ce phénomène pourrait aider les scientifiques à mieux comprendre la croissance des trous noirs supermassifs. Il faut savoir que l’un des grands mystères de la cosmologie réside dans les mécanismes faisant que ces gouffres cosmiques atteignent des masses aussi colossales. Jusqu’ici, nous savons simplement qu’ils grandissent en absorbant la matière environnante (gaz, étoiles, poussières) à un rythme extrêmement élevé. Les chercheurs pensent également qu’il se pourrait que les trous noirs supermassifs soient nés déjà presque aussi massifs. Cependant, les données appuyant cette hypothèse manquent à l’appel.

Une autre hypothèse avance que les trous noirs croissent aussi rapidement principalement en fusionnant avec d’autres objets cosmiques très massifs (trous noirs, étoiles à neutrons). Selon les astrophysiciens, les images récemment fournies par Webb ne constituent pas de preuve concrète appuyant l’une ou l’autre de ces explications, mais elles aideront déjà à mieux comprendre les mécanismes évoqués dans cette dernière hypothèse.