La découverte d’un trou noir primitif au cœur de la galaxie CAPERS-LRD-z9 marque un jalon dans l’exploration astrophysique, dévoilant des caractéristiques fascinantes qui interrogent les normes établies sur l’évolution des trous noirs. Ce phénomène ancien offre un aperçu précieux de l’univers des débuts.
Le premier trou noir de l’Univers se trouve dans la galaxie CAPERS–LRD–z9 : dans les images du télescope spatial James Webb, sa présence est révélée par la présence d’un petit point rouge enveloppé de gaz, le noyau galactique actif qui l’abrite.
Grâce au télescope James Webb, des scientifiques ont identifié le premier trou noir de l’Univers, le plus éloigné jamais confirmé. Il se serait formé dans les 500 millions d’années suivant le Big Bang, alors que l’Univers représentait seulement 3 % de son âge actuel, faisant de ce phénomène, âgé de 13,3 milliards d’années, le « plus ancien » observé jusqu’à présent.
Ce trou noir primitif se situe au centre de la galaxie CAPERS-LRD-z9 et son existence, visible dans les images du télescope James Webb, est révélée par un petit point rouge entouré de gaz, le noyau galactique actif de CAPERS-LRD-z9. “Quand on cherche des trous noirs, c’est à peu près le maximum que l’on puisse atteindre” a indiqué un membre de l’équipe de recherche de l’Université du Texas à Austin, responsable de sa découverte.
“Bien que d’autres astronomes aient identifié quelques candidats plus éloignés – a ajouté un co-auteur de l’étude – aucun n’a trouvé de signature spectroscopique distincte associée à un trou noir”. Les détails de cette découverte ont été publiés dans une nouvelle étude dans The Astrophysical Journal Letters.
Le premier trou noir de l’Univers se trouve dans la galaxie CAPERS-LRD-z9
Pour identifier le premier trou noir de l’Univers, les scientifiques ont recherché des preuves de gaz en mouvement rapide dans les images capturées par le télescope spatial James Webb dans le cadre du programme CAPERS (CANDELS-Area Prism Epoch of Reionization Survey), dont l’objectif principal était d’explorer et d’étudier les galaxies les plus éloignées.
“Quand le gaz tourne et tombe dans un trou noir, la lumière émise se comporte de manière unique – a expliqué le groupe – . La lumière provenant du gaz s’éloignant de nous se déplace vers des longueurs d’onde plus rouges, tandis que celle du gaz se rapprochant, se comprime à des longueurs d’onde plus bleues.”
Cette signature distincte est apparue dans la galaxie CAPERS-LRD-z9, qui fait partie d’une nouvelle classe de galaxies connues sous le nom de “Little Red Dots”. “Ces galaxies, présentes uniquement dans les 1,5 premiers milliards d’années de l’univers, sont très compactes, rouges et étonnamment lumineuses – ont ajouté les chercheurs – . La découverte de ces galaxies a été une grande surprise par rapport aux premières données du télescope spatial James Webb, car elles ne ressemblent en rien aux galaxies observées par le télescope spatial Hubble.”
L’équipe cherche maintenant à comprendre leur composition et leur formation, même si les données obtenues de CAPERS-LRD-z9 suggèrent que les trous noirs supermassifs seraient à l’origine de l’inespérée luminosité des Little Red Dots. “D’ordinaire, cette luminosité indiquerait une abondance d’étoiles dans une galaxie. Cependant, les Little Red Dots existent à une époque où une masse stellaire aussi importante est peu probable.”
Dans ces galaxies, les trous noirs brillent intensément. “Cela s’explique par le fait qu’ils compressent et chauffent les matériaux qu’ils absorbent, produisant une immense quantité de lumière et d’énergie – ont précisé les chercheurs – . En confirmant l’existence d’un de ces trous noirs dans CAPERS-LRD-z9, nous avons trouvé un exemple frappant de cette connexion dans les Little Red Dots.”
Le premier trou noir de l’Univers a des dimensions colossales
Le trou noir au centre de la galaxie CAPERS-LRD-z9 n’est pas seulement le plus ancien jamais observé, il a également des dimensions colossales : selon les estimations, il serait jusqu’à 300 millions de fois plus grand que notre Soleil et aurait une masse équivalente à environ la moitié de celle de toutes les étoiles de sa galaxie. “Trouver un trou noir aussi massif à un stade si précoce nous offre une occasion précieuse d’étudier comment ces objets ont évolué – ont noté les astronomes – . Un trou noir formé plus tard aurait eu plusieurs occasions de croître durant son existence. Mais un présent dans les premières centaines de millions d’années n’en aurait pas eu.”
“Cela renforce les preuves croissantes que les trous noirs primitifs ont grandi beaucoup plus rapidement que ce que l’on pensait – a ajouté un co-auteur – . Ou, dès le départ, ils étaient beaucoup plus massifs que prévu par nos modèles.”