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Des astronomes ont découvert 83 trous noirs supermassifs gargantuesques, qui ont vu le jour lorsque l’Univers était encore extrêmement jeune.

De manière plus spécifique, les chercheurs ont détecté des quasars (soit d’énormes disques lumineux de gaz et de poussière, entourant des trous noirs supermassifs). En effet, les trous noirs eux-mêmes n’émettent pas de lumière ni d’énergie, c’est la matière tourbillonnant autour qui, par friction, émet une lumière intense (forte température due aux frottements). Cette matière finit cependant par être absorbée par le trou noir, mais tant que ce dernier est alimenté, le disque d’accrétion est conservé.

Ces quasars et leurs trous noirs centraux se situent à quelque 13 milliards d’années-lumière de la Terre, ce qui signifie que les scientifiques voient ces objets tels qu’ils sont apparus, seulement 800 millions d’années après la formation de l’Univers.

Avant cette nouvelle découverte qui a été réalisée à l’aide du télescope japonais Subaru, seuls 17 trous noirs supermassifs étaient connus dans la région étudiée. Il faut également savoir que les quasars sont les objets les plus brillants de l’Univers, et ces derniers ne se trouvent qu’autour des trous noirs qui représentent des millions de fois la masse du Soleil. À l’heure actuelle, le quasar le plus éloigné jamais découvert a été détecté par la lumière qu’il a émise, seulement 690 millions d’années après le Big Bang.

quasar trou noir

La lumière émise par l’un des trois quasars les plus éloignés jamais découverts, qui entoure un trou noir supermassif situé à 13.05 milliards d’années-lumière de la Terre. Crédits : NAOJ

Sur les 83 nouveaux quasars trouvés par les scientifiques, le plus éloigné se situe à 13.05 milliards d’années-lumière de la Terre. Cela signifie que sa lumière a commencé son parcours vers l’objectif du télescope durant le premier milliard d’années de l’Univers. Ce quasar est lié à une découverte antérieure, et est considéré comme le deuxième quasar le plus éloigné jamais découvert.

Les chercheurs, dirigés par l’astronome Yoshiki Matsuoka de l’Université Ehime au Japon, ont utilisé un instrument spécial appelé Hyper Suprime-Cam, monté sur le télescope Subaru (cet observatoire se trouve sur le volcan Mauna Kea, à Hawaï). Selon l’Observatoire astronomique national du Japon (NAO), la caméra en question possède un champ de vision énorme, et scrute le ciel depuis plus de cinq ans.

Dans l’image ci-dessous, pour chaque carré d’espace (représentant un milliard d’années-lumière par côté), il y a environ un trou noir supermassif et un quasar associé :

quasar trou noir

Cette carte contient une centaine de quasars découverts par le biais d’une étude réalisée grâce au télescope Subaru. Les sept premières rangées à partir du haut sont constituées des 83 nouveaux quasars, et les deux dernières rangées montrent 17 autres quasars, déjà découverts. Crédits : NAOJ

Les résultats de cette étude sont importants car ils ouvrent une fenêtre sur les premiers jours de l’Univers, après le passage d’un mélange de particules subatomiques chaudes à une structure un peu plus fraîche et plus organisée. À savoir que l’Univers primitif a passé plusieurs centaines de millions d’années dans l’obscurité avant la formation de ses premières étoiles : le signe le plus ancien de l’Univers, visible par les astronomes, remonte à environ 13.6 milliards d’années.

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Puis, peu de temps après la formation des premières étoiles, le gaz d’hydrogène se trouvant dans l’Univers a traversé une période de réionisation, lorsque quelque chose de très énergétique a divisé les atomes en protons et en électrons individuels. À l’heure actuelle, les scientifiques ne savent toujours pas exactement ce qui a généré cette énergie, mais les quasars sont des candidats potentiels.

Cependant, les résultats de l’équipe de Matsuoka, suggèrent qu’il n’y avait pas assez de quasars à cette époque pour générer autant d’énergie. Les chercheurs pensent que la source de l’énergie de réionisation pourrait avoir été générée par les galaxies fraîchement créées. Espérons que des prochaines études nous apporterons des réponses quant à cette question.

Source : The Astrophysical Journal Letters

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