Un trou noir absolument gargantuesque 800 millions de fois la masse du Soleil a été découvert à 13 milliards d'années-lumière de distance, et il est propulsé de la même façon que nous pensons à l'Univers primordial.
C'est le trou noir le plus éloigné jamais détecté, à partir de 5% de l'âge actuel de l'Univers – environ 690 millions d'années après le Big Bang.
"Rassembler toute cette masse en moins de 690 millions d'années est un énorme défi pour les théories de la croissance du trou noir supermassif", a déclaré Eduardo Bañados, de l'Université Carnegie Mellon, qui a dirigé l'étude.
Auparavant, le premier trou noir connu datait de l'époque où l'Univers avait environ 800 millions d'années.
Le trou noir en question, J1342 + 0928, se trouve au centre d'un disque super-brillant de gaz en orbite au centre d'une galaxie, formant un objet connu sous le nom de quasar.
Il a été découvert dans les données de trois enquêtes de grande superficie: les données de la bande Z de la DECam Legacy Survey à l'Observatoire interaméricain de Cerro Tololo au Chili; et les données infrarouges du Wide-field Infrared Survey Explorer de la NASA et du UKIRT Infrared Deep Sky Survey.
Les Quasars sont les objets les plus brillants de l'Univers, et certains émettent des milliers de fois plus de lumière que ceux d'une grande galaxie.
Les trous noirs n'émettent pas de lumière, bien sûr. La lumière est causée par le disque d'accrétion autour du trou noir, la poussière et le gaz tourbillonnant à des vitesses énormes, générant d'immenses frictions quand il est tiré par la force gravitationnelle massive du trou noir d'alimentation au centre.
Malgré leur grande luminosité, tous les quasars trouvés à ce jour sont si loin qu'ils ne peuvent être vus à l'œil nu – ils ne peuvent être observés qu'avec des télescopes.
Ils sont cependant des outils très précieux pour étudier l'Univers primitif, car la lumière peut être analysée pour révéler des informations sur l'hydrogène qu'il a traversé lors de son voyage vers la Terre.
Et J1342 + 0928 est si vieux qu'il peut nous parler d'un point crucial dans l'histoire de notre Univers – l'Epoque de la Reonisation.
Juste après le Big Bang, l'Univers était une sorte de "soupe primordiale" sombre et chaude à l'échelle cosmique, en expansion rapide.
En se dilatant, il se refroidit, provoquant la fusion des protons et des neutrons en atomes d'hydrogène ionisés. et, environ 240 000-300 000 ans après le Big Bang, ces atomes d'hydrogène ont attiré des électrons, se fondant en hydrogène neutre.
À ce stade, la lumière pouvait voyager librement à travers l'Univers, puisqu'elle ne diffusait plus d'électrons libres.
Mais ce n'est que lorsque la gravité a commencé à rassembler les premières étoiles et galaxies dans ce vide obscurci rempli d'hydrogène que la lumière des étoiles est apparue … et peu de temps après, selon les théories actuelles, l'hydrogène neutre était excité par le lumière ultraviolette de ces étoiles, galaxies, quasars ou une combinaison des trois.
Cet effet a réionisé la plus grande partie de l'hydrogène de l'Univers, le divisant en protons et en électrons. Environ un milliard d'années après le Big Bang, le processus de réionisation était terminé.
Mais exactement au début de l'époque de la Réionisation, et ses mécanismes détaillés, sont difficiles à déterminer. "La réionisation a été la dernière transition majeure de l'Univers, et c'est l'une des frontières actuelles de l'astrophysique", a déclaré M. Bañados
.
C'est là qu'intervient J1342 + 0928. L'analyse de sa lumière montre qu'une proportion significative de l'espace qui l'entoure est encore de l'hydrogène neutre, 690 000 ans après le Big Bang.
Cela signifie que la réionisation peut s'être produite relativement tard dans la vie de l'Univers.
Dans l'illustration ci-dessus, nous pouvons voir une représentation schématique de ce que nous pouvons apprendre de ce nouveau quasar: l'observation en utilisant un télescope de Magellan (en bas à gauche) nous permet de reconstruire l'information sur l'époque de la réionisation. "en haut à droite") qui suivit le Big Bang (en haut à droite).
Mais J1342 + 0928 pose aussi un puzzle. Il est comparable en masse aux trous noirs supermassifs qui sont autour d'aujourd'hui, ce qui signifie qu'il doit avoir une galaxie relativement bien garnie pour qu'il puisse grignoter – se formant en très peu de temps, selon nos modèles actuels d'évolution galactique.
La découverte faisait partie d'une étude à plus long terme pour trouver des quasars de l'Univers précoce, et l'équipe estime qu'entre 20 et 100 des objets aussi brillants et aussi éloignés que J1342 + 0928 peuvent être trouvés dans tout le ciel.
En trouvant plus, les astronomes pourront reconstituer des données statistiques sur l'Univers et l'Epoque de la Réionisation – et avec un peu de chance élaborer un modèle d'évolution galactique qui puisse les expliquer.
"C'est une découverte très excitante, trouvée en parcourant la nouvelle génération de sondages sensibles et étendus que les astronomes utilisent en utilisant l'explorateur infrarouge à champ large de la NASA en télescope orbital et terrestre au Chili et à Hawaï", a déclaré Daniel. Stern du Jet Propulsion Laboratory de la NASA.
"Avec la construction de plusieurs installations de la prochaine génération, encore plus sensibles, nous pouvons nous attendre à de nombreuses découvertes passionnantes dans l'Univers au tout début des années à venir."
La recherche a été publiée dans la revue Nature .
No comments:
Post a Comment