La plus grande carte de l’univers comprend 1 300 trous noirs supermassifs
Des astronomes ont créé une nouvelle carte de l’univers qui comprend 1,3 million de trous noirs supermassifs (TNSM) au centre des galaxies. Les TNSM ont une masse comprise entre 100 000 et 10 milliards de fois celle de notre soleil. Ils se trouvent généralement au centre des galaxies.
Image d’entête : représentation d’une galaxie avec un quasar actif en son centre montre la grande quantité d’énergie générée par un trou noir supermassif. (NASA, ESA, et N. Arav (Virginia Tech))
L’attraction gravitationnelle de ces TNSM crée une masse chaude et tourbillonnante de gaz et de poussière qui produit des objets parmi les plus brillants de l’univers. Ces objets sont appelés quasars, le signe révélateur de la présence d’un trou noir supermassif. Les quasars sont si brillants qu’ils peuvent être des centaines de fois plus lumineux que des galaxies entières. Ce sont ces quasars que les astronomes ont cartographiés.
Selon David Hogg, professeur à l’université de New York et co-créateur de la carte (lien plus bas) :
Ce catalogue de quasars est différent de tous les précédents, car il nous donne une carte tridimensionnelle du plus grand volume de l’univers. Ce n’est pas le catalogue qui contient le plus de quasars, ni celui qui présente les mesures de quasars de la meilleure qualité, mais c’est le catalogue qui cartographie le plus grand volume total de l’univers.
Le quasar le plus éloigné cartographié dans le cadre du projet a brillé alors que l’univers n’avait « que » 1,5 milliard d’années, soit un peu plus d’un dixième de son âge actuel.
La carte a été réalisée à partir des données du télescope spatial Gaia de l’Agence spatiale européenne. Bien que Gaia se concentre sur la cartographie des étoiles de notre propre galaxie, il prend par inadvertance des photos d’objets beaucoup plus éloignés.
A partir de l’étude : cette représentation graphique de la carte montre l’emplacement des quasars depuis notre point d’observation, le centre de la sphère. Les régions vides de quasars sont celles où le disque de notre galaxie obstrue notre vue. Les quasars ayant un décalage vers le rouge plus important sont plus éloignés de nous. (ESA/ Gaia/ DPAC; Lucy Reading-Ikkanda/ Simons Foundation; K. Storey-Fisher et col.)
Selon Hogg :
Ce catalogue de quasars est un excellent exemple de la productivité des projets astronomiques. Gaia a été conçu pour mesurer les étoiles de notre galaxie, mais il a également trouvé des millions de quasars en même temps, ce qui nous donne une carte de l’univers tout entier.
On espère que cette nouvelle carte aidera les cosmologistes à comprendre l’évolution de l’univers.
Représentation de Gaia observant la plus ancienne lumière de l’univers, le fond diffus cosmologique. (ESA/ Gaia/ DPAC; Lucy Reading-Ikkanda/ Simons Foundation; K. Storey-Fisher et col.)
Ils ont déjà comparé le catalogue des quasars à la carte de la plus ancienne lumière de l’univers, le fond diffus cosmologique (FDC ou CMB pourcosmic microwave background).
La carte ci-dessous présente la plus ancienne lumière dans notre univers, comme elle a été détectée avec la plus grande précision par la mission Planck. La lumière antique, appelée le fond diffus cosmologique, a été imprimée sur le ciel quand l’univers avait 370 000 ans. Elle montre les minuscules fluctuations de température qui correspondent aux régions aux densités légèrement différentes, représentant les graines de toute la future structure : les étoiles et les galaxies d’aujourd’hui. (ESA/ Planck Collaboration)
Le le fond diffus cosmologique date de l’époque où l’univers n’avait que 380 000 ans. Lorsque la lumière voyage à travers le temps et l’espace jusqu’à nous, elle se courbe autour des régions de forte gravité, y compris les halos de matière noire qui, selon les théories, existent autour des galaxies. En comparant la nouvelle carte avec le CMB, les cosmologistes peuvent voir à quel point la matière s’agglomère au fil du temps.
Pour l’auteure principale Kate Storey-Fisher, chercheuse postdoctorale au Centre international de physique de Donostia, en Espagne :
Il est très excitant de voir ce catalogue susciter autant de nouvelles recherches. Les chercheurs du monde entier utilisent la carte des quasars pour tout mesurer, des fluctuations de densité initiales à l’origine de la toile cosmique à la distribution des vides cosmiques, en passant par le mouvement de notre système solaire dans l’univers.
L’étude publiée dans l’Astrophysical Journal : Quaia, the Gaia-unWISE Quasar Catalog: An All-sky Spectroscopic Quasar Sample et présentée sur le site de la Fondation Simons : Largest-Ever Map of Universe’s Active Supermassive Black Holes Released.