Le télescope spatial James Webb découvre le trou noir le plus ancien et le plus éloigné
Le télescope spatial James Webb (JWST ou Webb) a révélé le plus vieux trou noir observé à ce jour. Et il semble qu’il soit en train de « manger » la galaxie qui l’héberge.
Image d’entête : la galaxie GN-z11, prise par le télescope spatial Hubble. (NASA, ESA, et P. Oesch (Université de Yale))
Selon nos meilleures estimations, l’univers est âgé d’environ 13,8 milliards d’années. Ce trou noir date d’une période d’environ 400 millions d’années seulement après la naissance du cosmos lors du Big Bang. Avec une masse quelques millions de fois supérieure à celle du Soleil, l’existence du trou noir est en soi un mystère.
Le professeur Roberto Maiolino, de l’université de Cambridge (Royaume-Uni), auteur principal d’une étude publiée cette semaine (lien plus bas) qui détaille les résultats, estime que cette observation constitue « un pas de géant ».
Selon Roberto Maiolino :
Il est très tôt dans l’univers pour voir un trou noir aussi massif, et nous devons donc envisager d’autres modes de formation. Les toutes premières galaxies étaient extrêmement riches en gaz, elles auraient donc été comme un buffet pour les trous noirs.
Les théories classiques suggèrent que les trous noirs supermassifs, tels que ceux qui se trouvent au centre de galaxies comme notre Voie lactée, atteignent leur taille actuelle sur des milliards d’années, leur force gravitationnelle aspirant les étoiles environnantes et d’autres matériaux. Ainsi, l’existence d’un trou noir d’une telle taille dans l’univers primitif incite les astronomes à revoir leur position. Soit les trous noirs supermassifs « naissent grands », soit ils accumulent de la masse à un rythme cinq fois supérieur à ce que l’on croit actuellement.
La jeune galaxie hôte, GN-z11, est dévorée par l’ancien trou noir supermassif. GN-z11 brille à cause du disque d’accrétion en orbite autour du trou noir. Le trou noir lui-même absorbe de la matière beaucoup plus rapidement que les trous noirs supermassifs des époques ultérieures de l’histoire de l’univers. GN-z11 est environ 100 fois plus petit que la Voie lactée. Mais la vitesse à laquelle le trou noir consomme sa galaxie hôte signifie probablement que celle-ci disparaîtra avant qu’il ne se développe.
Lorsqu’un trou noir consomme de grandes quantités de gaz, il en résulte un « vent » susceptible d’arrêter la formation d’étoiles. En éliminant lentement la galaxie, le trou noir mourra également en coupant sa principale source d’accumulation de matière. Cette découverte a été rendue possible par la capacité du JWST à observer les premiers instants de l’univers avec une précision inégalée.
Pour Maiolino :
C’est une nouvelle ère : le bond en avant de la sensibilité, en particulier dans l’infrarouge, équivaut à passer du télescope de Galilée à un télescope moderne du jour au lendemain. Avant la mise en service de Webb, je pensais que l’univers n’était peut-être pas si intéressant au-delà de ce que nous pouvions voir avec le télescope spatial Hubble. Mais ce n’est pas du tout le cas : l’univers a été très généreux dans ce qu’il nous a montré, et ce n’est que le début.
L’étude publiée dans Nature : A small and vigorous black hole in the early Universe et présentée sur le site de l’Université de Cambridge : Astronomers detect oldest black hole ever observed.