Avec le télescope spatial James Webb (JWST), des astronomes ont repéré une paire de trous noirs en collision à une distance record, à plus de treize milliards d’années-lumière, soit environ 740 millions d’années après le Big Bang. Cette découverte repousse les limites de notre compréhension de l’Univers primitif et soulève de nouvelles questions sur son évolution.
Deux trous noirs monstrueux fusionnant à l’aube des temps
Les astronomes ont identifié des trous noirs supermassifs, qui pèsent de plusieurs millions à plusieurs milliards de fois la masse du Soleil, dans la plupart des grandes galaxies de l’Univers local, y compris notre propre Voie lactée. Ces monstres cosmiques ont probablement joué un rôle crucial dans l’évolution des galaxies qui les abritent. Pourtant, la façon dont ces objets ont atteint de telles proportions reste en grande partie un mystère.
La découverte de trous noirs de taille colossale déjà présents dans l’Univers moins d’un milliard d’années après le Big Bang suggère au moins une chose : leur croissance a été rapide. Le télescope spatial James Webb témoigne une fois de plus de cette incroyable précocité. Les dernières observations de l’observatoire ont en effet révélé la fusion en cours de deux galaxies, ainsi que de leurs immenses trous noirs à une époque où l’Univers n’avait que 740 millions d’années. Ce système est désigné sous le nom de ZS7.
Environ 50 millions de soleils
Les trous noirs massifs qui engloutissent activement de la matière possèdent des caractéristiques spectrographiques uniques, ce qui permet aux astronomes de les distinguer. Pour les galaxies situées à des distances aussi éloignées, comme celles étudiées dans cette observation, ces signatures sont inaccessibles depuis la Terre et ne peuvent être observées qu’avec le télescope spatial Webb.
L’équipe a identifié que l’un des deux trous noirs pesait 50 millions de fois la masse du Soleil. La masse du second trou noir est probablement similaire, mais selon les chercheurs, son évaluation est bien plus complexe, car il est enfoui dans un nuage de gaz dense.
Toujours est-il que ces résultats suggèrent que la fusion est une voie importante par laquelle les trous noirs peuvent se développer rapidement, même à l’aube cosmique. « La masse stellaire du système que nous avons étudié est similaire à celle de notre voisin, le Grand Nuage de Magellan« , détaille Pablo G. Pérez-González, membre de l’équipe du Centro de Astrobiología (CAB), CSIC/INTA, en Espagne. « Nous pouvons essayer d’imaginer comment l’évolution des galaxies en fusion pourrait être affectée si chaque galaxie possédait un trou noir super massif aussi grand ou plus grand que celui que nous avons dans la Voie lactée« .
L’équipe souligne également qu’une fois que les deux trous noirs auront fusionné, ils produiront des ondes gravitationnelles. Ces événements pourront être détectés grâce à la prochaine génération d’observatoires dédiés, tels que la mission spatiale d’interféromètre laser LISA, récemment approuvée par l’Agence spatiale européenne.
Les détails de l’étude sont publiés dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
