Six galaxies retenues par la "toile cosmique" d’un trou noir supermassif du début des temps
Des astronomes ont détecté six galaxies situées autour d’un trou noir supermassif alors que l’Univers avait moins d’un milliard d’années.
Selon eux, c’est la première fois qu’un tel regroupement est observé si tôt après le Big Bang, et cette découverte confirme la théorie selon laquelle les trous noirs peuvent se développer rapidement à l’intérieur de grandes structures en forme de toile qui renferment une grande quantité de gaz pour les alimenter.
Selon Marco Mignoli de l’Institut national italien d’astrophysique (INAF), auteur principal d’une nouvelle étude (lien plus bas) :
Ce sont des systèmes extrêmes et jusqu’à présent nous n’avons pas eu de bonne explication sur leur existence.
Les nouvelles observations, réalisées avec le Very Large Telescope (VLT) de l’ESO, ont révélé que plusieurs galaxies entourant le trou noir se trouvaient toutes dans une « toile d’araignée » cosmique de gaz s’étendant sur plus de 300 fois la taille de la Voie lactée.
Comme pour l’animation en entête, représentation artistique de la toile du trou noir supermassif. (ESO/ L. Calçada)
Les galaxies se tiennent et se développent là où les filaments se croisent, et des flux de gaz, disponibles pour alimenter à la fois les galaxies et le trou noir central supermassif, peuvent circuler le long des filaments.
La lumière de cette très grande structure, avec son trou noir d’un milliard de masses solaires, nous est parvenue depuis une époque où l’Univers n’avait que 900 millions d’années.
L’environnement de SDSS J103027.09+052455.0, le quasar alimenté par un trou noir entouré d’au moins six galaxies. Cette image a été créée à partir de clichés issus du Digitized Sky Survey 2. (ESO/ Digitized Sky Survey 2)
Les chercheurs pensent que la « toile d’araignée » et les galaxies qu’elle héberge contiennent suffisamment de gaz pour fournir le carburant dont le trou noir avait besoin pour devenir si rapidement un géant supermassif.
Selon le coauteur Colin Norman, de l’université Johns Hopkins, aux États-Unis :
Notre découverte confirme l’idée que les trous noirs les plus éloignés et les plus massifs se forment et se développent dans de massifs halos de matière noire dans des structures à grande échelle, et que l’absence de détection précoce de ces structures était probablement due aux limites de l’observation.
Les galaxies sont parmi les moins lumineuses que les télescopes actuels peuvent voir, et la découverte a nécessité des observations pendant plusieurs heures avec les plus grands télescopes optiques disponibles.
En utilisant les instruments MUSE et FORS2 du VLT à l’observatoire Paranal de l’ESO au Chili, l’équipe a confirmé le lien entre quatre des six galaxies et le trou noir.
Pour Barbara Balmaverde, de l’INAF et coauteur de l’étude :
Nous pensons que nous n’avons vu que la partie émergée de l’iceberg, et que les quelques galaxies découvertes jusqu’à présent autour de ce trou noir supermassif ne sont que les plus brillantes.
Comme les autres astronomes, ils attendent sans doute avec impatience l’arrivée du Télescope géant européen (ELT pour Extremely Large Telescope) de l’ESO, actuellement en construction à l’Observatoire Paranal et qui devrait être opérationnel en 2025.
L’étude publiée dans la revue Astronomy and Astrophysics : Web of the giant: Spectroscopic confirmation of a large-scale structure around the z = 6.31 quasar SDSS J1030+0524 et présentée sur le site de l’ESO : Un télescope de l’ESO aperçoit des galaxies piégées au sein de la toile d’un trou noir supermassif.
