Une équipe d’astronomes annonce avoir identifié un quasar d’apparence étonnamment normale lorsque l’Univers n’avait que 750 millions d’années.
Les origines mystérieuses des trous noirs supermassifs
Les trous noirs naissent des cataclysmes des étoiles massives en fin de vie, les supernovas. Lorsqu’une étoile épuise son carburant nucléaire, elle explose violemment, projetant ses couches externes dans l’espace et laissant derrière elle un cœur dense. Si ce cœur est suffisamment massif, il s’effondre sous son propre poids et forme alors un trou noir stellaire. Ces objets, bien que modestes par rapport à leur descendance ultérieure, sont les premiers pas vers les monstres cosmiques que sont les trous noirs supermassifs.
Pour passer de trous noirs stellaires à supermassifs, plusieurs mécanismes sont en jeu. L’un des plus cruciaux est l’accrétion de matière. Placés au centre des galaxies riches en gaz et en poussière, les trous noirs peuvent en effet attirer et engloutir la matière environnante. Cette matière forme alors un disque d’accrétion autour du trou noir où elle est chauffée à des millions de degrés avant de disparaître dans l’horizon des événements. Ce processus libère une quantité colossale d’énergie sous forme de rayonnement, faisant briller le trou noir comme un quasar, l’un des objets les plus lumineux de l’Univers.
Une autre voie vers la supermassivité est la fusion. Lorsque deux galaxies entrent en collision, leurs trous noirs centraux peuvent fusionner. Ce processus gigantesque fusionne également leurs masses noires, formant ainsi un trou noir encore plus massif et puissant. Ces fusions galactiques sont cruciales pour expliquer la présence de trous noirs supermassifs dans les centres de nombreuses galaxies aujourd’hui.
Pourtant, les observations récentes remettent en question notre compréhension actuelle. Plusieurs études ont en effet déjà révélé la présence de quasars très tôt dans l’Univers, suggérant des processus de croissance beaucoup plus rapides que ce que nous pensions auparavant possible. La question de savoir comment ces ogres cosmiques ont pu accumuler des masses si gigantesques en si peu de temps demeure donc aujourd’hui l’une des énigmes les plus captivantes de l’astrophysique moderne.
Un quasar 750 millions d’années après le Big Bang
De nouvelles observations du télescope spatial James Webb ajoutent encore plus de mystères. Une découverte particulièrement marquante est en effet celle du quasar J1120+0641, localisé à seulement 750 millions d’années-lumière après le Big Bang. Dans le cadre de récents travaux, des chercheurs se sont intéressés à cet objet particulier.
Les observations effectuées ont révélé que J1120+0641 possède des propriétés semblables à celles des quasars observés dans des époques cosmologiques beaucoup plus récentes. Les principales caractéristiques incluent un disque d’accrétion brillant où la matière est chauffée à des températures extrêmement élevées avant de tomber dans le trou noir central. Ce processus génère alors une quantité massive de rayonnement, ce qui fait de J1120+0641 l’un des objets les plus brillants de l’Univers à cette époque reculée.
De plus, les données spectroscopiques collectées par le télescope ont permis aux chercheurs d’identifier des signatures inhabituelles dans les émissions de J1120+0641. Ces anomalies comprennent des vitesses de déplacement de la matière et des variations dans les compositions chimiques qui ne correspondent pas aux attentes basées sur les modèles existants. Par exemple, des émissions de carbone ionisé à des vitesses supérieures à celles observées dans les quasars plus récents ont été détectées, posant ainsi des défis supplémentaires à notre compréhension de l’évolution des trous noirs supermassifs.
En fin de compte, l’étude approfondie de J1120+0641 par le télescope spatial James Webb élargit notre connaissance des quasars précoces et de leur rôle dans l’évolution galactique, tout en mettant en lumière de nouvelles questions stimulantes sur la physique des trous noirs et sur les processus cosmiques qui ont façonné l’Univers primordial.
