Un rare trou noir ancestral dormant pesant 6 milliards de masses solaires est identifié dans une galaxie lointaine
Les scientifiques ont détecté le trou noir dormant le plus éloigné jamais enregistré, dont les origines se perdent dans l’univers primitif.
Pour comprendre les phases initiales du cosmos, les astronomes observent souvent des quasars, qui sont des trous noirs supermassifs en pleine activité de consommation de matière, émettant une luminosité intense. Toutefois, ces phénomènes spectaculaires ne racontent pas l’histoire complète. Aujourd’hui, l’identification du trou noir dormant le plus éloigné connu donne un aperçu unique d’une entité cosmique colossale qui a cessé son activité.
Le groupe de recherche mondial, avec la participation de scientifiques de l’University College London (UCL), a localisé ce trou noir dans la galaxie MRG-M0138, située à plus de 10 milliards d’années-lumière de notre planète. Cette découverte, détaillée dans la revue Science, dépasse de quinze fois le record de distance pour un trou noir inactif.
D’une masse estimée à environ 6 milliards de fois celle du Soleil, ce trou noir est aperçu à une époque où l’univers n’avait que 3 milliards d’années. Alors que les quasars actifs offrent des indices sur une croissance accélérée, la présence d’un géant endormi révèle les phases les plus calmes, offrant une chance unique d’explorer la coévolution des trous noirs massifs et de leurs galaxies hôtes dans les premiers stades de l’univers.
Pour calculer la masse colossale, les chercheurs ont utilisé les données du télescope spatial James Webb (JWST) de la NASA, cartographiant avec précision les déplacements des étoiles en orbite autour de l’objet, qui autrement resteraient imperceptibles. Bien que cette technique, connue sous le nom de dynamique stellaire, ait déjà été utilisée pour mesurer des trous noirs inactifs dans des galaxies proches, il s’agit de la première application réussie à une distance aussi immense dans le cosmos.
Le professeur Richard Ellis, responsable de l’étude et membre du département de physique et d’astronomie de l’UCL, a souligné l’importance de cette découverte. Il a expliqué que “l’analyse du mouvement collectif des étoiles au centre de cette galaxie lointaine a permis de mesurer la masse de son trou noir supermassif, ce qui serait autrement impossible à détecter”. Il a ajouté qu'”en prouvant l’applicabilité de cette approche aux galaxies du premier univers, elle ouvre la voie à une étude plus approfondie du développement des trous noirs au fil du temps et de leur influence sur l’évolution galactique”.
Comprendre comment la masse d’un trou noir invisible a été calculée
De par leur nature, les trous noirs n’émettent pas de lumière directement, mais le gaz qu’ils captent peut libérer d’immenses volumes d’énergie rayonnante. Ces points de luminosité intense, appelés noyaux galactiques actifs ou quasars, sont parmi les plus brillants de l’univers et sont relativement simples à détecter.
Contrairement aux quasars, le trou noir supermassif de la galaxie MRG-M0138 est dans un état d’inactivité. Sans précipitation de gaz vers elle à cette époque, sa détection par les astronomes n’était possible qu’en observant l’impact gravitationnel exercé sur les étoiles à son voisinage.
En analysant les mouvements conjugués des étoiles qui entourent le noyau de la galaxie, l’équipe a confirmé l’existence du trou noir et a pu estimer sa masse. La variation des vitesses entre les étoiles les plus proches du trou noir et celles les plus éloignées a fourni les éléments cruciaux pour cette mesure.
Leia Também
Messi atteint 19 buts en Coupe du Monde de la FIFA avec un superbe coup franc pour l’Argentine lors du choc contre la Jordanie
Cristiano Ronaldo brille au-delà du terrain lors de la Coupe du monde 2026 avec son empire commercial et son luxe familial
A 41 ans, Cristiano Ronaldo réaffirme son héritage historique et se prépare à briller lors de la Coupe du Monde 2026
Cette méthodologie reflète celles utilisées pour déterminer la masse du trou noir situé au cœur de la Voie Lactée, de notre galaxie, mais aussi dans d’autres galaxies proches. Il s’agit cependant de la première application pour un corps céleste situé à une distance aussi extraordinaire. Auparavant, l’objet galactique le plus éloigné étudié par cette technique se trouvait à environ 700 millions d’années-lumière.
Comment la lentille gravitationnelle a permis une découverte historique
Normalement, observer les mouvements stellaires dans une galaxie aussi lointaine serait une tâche irréalisable. Les scientifiques ont surmonté cette difficulté en utilisant le phénomène de lentille gravitationnelle, qui fonctionne comme une amplification cosmique naturelle.
Une galaxie intermédiaire, située entre la Terre et MRG-M0138, agit en courbant et en redirigeant la lumière provenant de la galaxie lointaine, ce qui a entraîné un grossissement de trente fois son image. Cette fonctionnalité a permis aux chercheurs de reconstruire la configuration interne de la galaxie avec une précision qui aurait autrement été inaccessible.
Le Dr Andrew Newman, auteur principal de Carnegie Science à Pasadena, en Californie, a commenté la méthode. Il a déclaré que “la fusion des données JWST avec l’effet de lentille gravitationnelle nous a permis de sonder profondément la zone d’influence du trou noir, où la force gravitationnelle accélère les étoiles”. Newman a poursuivi en la décrivant comme « l’une des techniques les plus efficaces dont nous disposons pour évaluer la masse d’un trou noir, ce qui nous a donné envie de l’appliquer aussi loin dans l’histoire de l’univers ». Auparavant, seuls quelques trous noirs inactifs de cette ampleur avaient été identifiés, tous situés nettement plus près de notre planète.
De nouvelles connaissances sur l’évolution des galaxies grâce à la découverte
Cette découverte offre des indices cruciaux sur l’évolution conjointe des galaxies et de leurs trous noirs centraux au cours des premières époques de l’univers. Bien que les observations des galaxies voisines aient démontré une forte corrélation entre la masse galactique et la masse du trou noir, les scientifiques ont encore besoin de plus d’informations sur les phases cosmiques plus anciennes pour élucider la genèse de cette interconnexion.
Le groupe d’étude a découvert que le trou noir et sa galaxie hôte sont inactifs. La galaxie ne génère plus de nouvelles étoiles, ce qui laisse supposer que MRG-M0138 aurait pu héberger un quasar extrêmement lumineux dans un passé lointain. L’hypothèse des chercheurs est que la croissance rapide du trou noir a libéré de l’énergie qui, en chauffant ou en éjectant du gaz essentiel, a ralenti de manière décisive la formation de nouvelles étoiles.
Les scientifiques s’attendent à ce que les futures observations, réalisées avec le télescope spatial James Webb (JWST) et d’autres instruments, mettent en lumière de nombreux autres trous noirs dormants provenant des époques primordiales de l’univers. De telles révélations pourraient permettre de mieux comprendre comment ces entités cosmiques empêchent la création d’étoiles et comment les trous noirs endormis peuvent être réactivés avec l’afflux de nouvelle matière.
