En s’appuyant sur les incroyables capacités d’observation dans l’infrarouge du James Webb Telescope, une équipe d’astronomes a pu identifier le trou noir supermassif actif le plus éloigné jamais vu. Cet ogre cosmique, qui n’est pas vraiment un poids lourd, évoluait dans une galaxie formée à peine 570 millions d’années après le Big Bang. La découverte vient de faire l’objet de plusieurs études distinctes publiées dans The Astrophysical Journal Letters.
Les premiers « monstres » cosmiques
Nous savons que des trous noirs supermassifs de plusieurs milliards de fois la masse du Soleil évoluaient très tôt dans l’histoire de l’Univers. La formation de ces objets supermassifs reste un sujet de recherche actif et fait l’objet de différentes théories.
L’une des hypothèses principales est qu’ils se sont formés à partir des premières étoiles massives de l’Univers (celle de la Population III). Ces étoiles étaient en effet très massives et courtes, ce qui signifie qu’elles brûlaient leur combustible rapidement avant de finir en supernova. Les restes de ces supernovæ auraient alors pu s’effondrer gravitationnellement pour former des trous noirs supermassifs.
Une autre possibilité propose que les fluctuations de densité primordiales de l’Univers aient pu conduire à la formation directe de trous noirs supermassifs sans passer par l’étape de formation d’étoiles. Cela pourrait se produire dans des régions où la densité de matière était suffisamment élevée pour que l’effondrement gravitationnel forme directement un trou noir supermassif.
Les astronomes soupçonnent depuis longtemps que des trous noirs supermassifs plus petits auraient également pu se former au début de l’Univers. Cependant, nos télescopes n’étaient jusqu’alors pas assez sensibles pour pouvoir détecter les signes indirects de leur présence. C’est désormais possible grâce au James Webb Telescope.
Un objet particulier
Récemment, une équipe de chercheurs s’est appuyée sur l’observatoire pour isoler l’un de ces trous noirs. L’objet en question ne pèse que neuf millions de masses solaires. Il se distingue également en étant le trou noir supermassif actif connu le plus éloigné à ce jour. La galaxie qui l’abrite, nommée CEERS 1019, se serait en effet formée il y a environ 13,3 milliards d’années. Comme pour les autres trous noirs de cette époque, le processus de formation de cet objet interroge encore.
Les astronomes ont remarqué sa présence en examinant les données recueillies dans le cadre de l’enquête Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS). Il s’agit d’un programme de recherche conçu pour tester et valider des méthodes permettant de remonter loin dans l’histoire de l’Univers. Pour ce faire, les chercheurs se concentrent sur une région de l’espace située entre les constellations de la Grande Ourse et du Bouvier.
Ces données ont aussi permis d’identifier onze galaxies au total formées entre 470 et 675 millions d’années après le Big Bang, ainsi que deux autres trous noirs « poids légers » au cœur des galaxies CEERS 2782 et CEERS 746, formés respectivement 1,1 milliard d’années et un milliard d’années après le Big Bang. Chacun de ces objets pèse environ dix millions de masses solaires.
