Des scientifiques ont découvert un trou noir colossal vers la nuit des temps
Et il a faim.
Le télescope spatial James Webb a détecté le trou noir supermassif le plus éloigné à ce jour : un vortex spatial si loin de chez nous qu'il se trouve dans l'une des premières galaxies de l'univers.
Il y a 50 ans, les trous noirs n’étaient qu’une théorie – une réponse mathématique farfelue à un problème de physique – mais même les astronomes les plus pointus dans leur domaine n’étaient pas entièrement convaincus de leur existence.
Aujourd’hui, non seulement les trous noirs supermassifs sont reconnus par la science, mais ils sont également photographiés par une collection d’énormes antennes paraboliques synchronisées sur Terre. Webb, le principal observatoire spatial infrarouge, fait également sa part pour révéler comment ces mystérieux mastodontes se forment en premier lieu. La découverte a été récemment publiée dans la revue Nature et mise en avant par la NASA lors de sa campagne Black Hole Week.
Le trou noir supermassif a été découvert au centre de GN-z11, une galaxie extrêmement lumineuse qui était vivante lorsque l'univers n'avait qu'environ 430 millions d'années, soit une fraction de son âge actuel, qui approche les 14 milliards.
Les trous noirs font partie des phénomènes les plus impénétrables de l’espace. Ils n'ont pas de surface, comme une planète ou une étoile. Au lieu de cela, ils ont une frontière appelée « horizon des événements », ou point de non-retour. Si quelque chose s'approche trop près, il tombera dedans, sans jamais échapper à l'embrayage gravitationnel du trou.
On pense que le type le plus courant, appelé trou noir stellaire, est le résultat de la mort d’une énorme étoile dans l’explosion d’une supernova. La matière de l’étoile s’effondre alors sur elle-même, se condensant en une zone relativement petite.
Mais la manière dont se forment les trous noirs supermassifs, des millions, voire des milliards de fois plus massifs que le soleil, est encore plus insaisissable que les trous noirs stellaires typiques. De nombreux astrophysiciens et cosmologistes pensent que ces géants invisibles se cachent au centre de pratiquement toutes les galaxies. Les observations récentes du télescope spatial Hubble ont renforcé la théorie selon laquelle les trous noirs supermassifs commencent dans les noyaux poussiéreux des galaxies en étoile, où de nouvelles étoiles s'assemblent rapidement, mais les scientifiques sont encore en train de l'expérimenter.
Une équipe de scientifiques utilisant Webb a pu discerner que GN-z11 possède un trou noir central avec quelques éléments de preuve.
« Nous avons trouvé du gaz extrêmement dense, commun à proximité des trous noirs supermassifs, qui accumule du gaz », a déclaré Roberto Maiolino, chercheur principal à l'Université de Cambridge au Royaume-Uni, dans un communiqué. « Il s'agissait des premières signatures claires que GN -z11 héberge un trou noir qui engloutit la matière.
Ensuite, l’équipe a découvert des signes de produits chimiques chargés électriquement que l’on trouve généralement à proximité de trous noirs supermassifs actifs. Les scientifiques ont également observé l’ancienne galaxie souffler un vent puissant, également lié aux trous noirs supermassifs aux appétits voraces.
Avec tous ces indices réunis, l’équipe pense que GN-z11 possède un trou noir central aussi massif que 2 millions de soleils.
Une autre équipe de chercheurs étudie cette ancienne galaxie à la recherche d’étoiles de première génération, appelées étoiles « Population III ». On pense que ces étoiles aux noms confus se sont formées au début de l’univers, avant l’existence d’éléments plus lourds que l’hélium.
La plupart des éléments de l'univers proviennent d'objets explosés mort étoiles, les scientifiques ont donc pensé que les premières étoiles étaient probablement composées presque entièrement d'hydrogène et d'hélium, le matériau primitif qui a explosé lors du Big Bang.
Les scientifiques ont émis l’hypothèse qu’ils pourraient trouver des amas d’hélium autour de galaxies massives datant des premières époques. L’idée est que ces poches de gaz vierges pourraient s’effondrer et former des amas d’étoiles de population III. L’équipe pense avoir repéré un tel amas dans le halo entourant la galaxie.
Trouver la preuve de l’existence de ces étoiles pourrait être l’une des découvertes les plus importantes de l’astrophysique moderne.
