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Le trou noir le plus lointain observé à ce jour

Représentation artistique d'un quasar, l'un des objets les plus lumineux de l'Univers.
Représentation artistique d'un quasar, l'un des objets les plus lumineux de l'Univers. Photo: Carnegie Institution for Science/Robin Dienel

Une équipe américaine d'astrophysiciens a détecté le plus lointain trou noir supermassif à ce jour. Le phénomène céleste est situé au centre d'un quasar ultralumineux, dont la lumière n'a été émise que 690 millions d'années après le big bang créateur de notre Univers.

Un texte d'Alain Labelle

Il a ainsi fallu environ 13 milliards d'années pour que cette lumière parvienne à la Terre, ce qui équivaut pratiquement à l'âge de l'Univers.

Selon les données recueillies jusqu’à maintenant, ce monstre astronomique serait 800 millions de fois plus massif que notre Soleil.

Il possède une masse extrême, et l'Univers est tellement jeune que cette chose ne devrait pas exister. L'Univers n'était pas assez vieux pour voir naître un trou noir aussi imposant. C'est très troublant.

Robert Simcoe, professeur de physique au Massachusetts Institute of Technology

Qu'est-ce qu'un trou noir?

C'est un corps céleste composé de matière extrêmement compactée. Résultat : une masse colossale qui empêche toute forme de matière ou de rayonnement, comme la lumière, de s'échapper.

Comme si ce mystère n’était pas suffisant, l’environnement dans lequel ce trou noir s’est formé est également bien particulier.

Les auteurs de ces travaux publiés dans le magazine Nature  (Nouvelle fenêtre)déduisent que le trou noir s’est développé au moment où l'Univers subissait un changement fondamental, passant d'un environnement opaque dominé par l'hydrogène neutre à un environnement dans lequel les premières étoiles commençaient à scintiller.

Représentation artistique de l'observation de l'Univers et des quasars.Représentation artistique de l'observation de l'Univers et des quasars. Photo : Carnegie Institution for Science/Robin Dienel

Au fur et à mesure que d'autres étoiles sont apparues et que des galaxies se sont formées, elles ont fini par générer suffisamment de rayonnement pour faire basculer l'hydrogène du neutre, un état dans lequel les électrons de l'hydrogène sont liés à leur noyau, vers l'ionisation, dans lequel les électrons se libèrent pour se recombiner au hasard. Ce passage de l'hydrogène neutre à l'hydrogène ionisé a représenté un changement fondamental dans l'Univers qui perdure encore aujourd’hui.

L’astrophysicien Eduardo Bañados de l’Université Princeton, qui a découvert ce trou noir, pense donc qu’il s’est développé dans un environnement mi-neutre mi-ionisé.

Le trou noir a été détecté lorsque le chercheur passait des cartes de l'Univers lointain au peigne fin. Il cherchait des quasars, ces objets parmi les plus brillants de l'Univers, qui sont composés d’un trou noir gigantesque entouré de disques de matière tourbillonnante.

« Quelque chose amenait le gaz à bouger à très grande vitesse à l'intérieur du quasar, et le seul phénomène que nous connaissons qui puisse causer de telles vitesses est un trou noir gigantesque », conclut Robert Simcoe.

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