Découverte du plus vieux trou noir de l'Univers

Le Télescope Spatial James Webb (JWST) a repéré le trou noir le plus ancien jamais observé. Situé au cœur de la très jeune galaxie GN-z11, ce colosse cosmique possède une masse équivalente à 1,6 million de fois celle du Soleil. Cette découverte, datant l'objet à 440 millions d'années seulement après le commencement de l'Univers, marque une étape importante dans la compréhension de la formation des trous noirs supermassifs.


Ces entités, qui jouent un rôle crucial dans l'architecture des galaxies, y compris la nôtre, la Voie lactée, restent enveloppées de mystère. Les scientifiques s'interrogent notamment sur la manière dont ces trous noirs ont pu atteindre de telles dimensions titanesques peu de temps après le Big Bang. Cette question demeure l'une des énigmes fondamentales de l'astrophysique moderne.

Selon Roberto Maiolino, professeur d'astrophysique à l'Université de Cambridge et auteur principal de l'étude, les trous noirs de l'Univers primitif ne pouvaient croître de manière progressive, contrairement à leurs homologues contemporains. Ce constat suggère un processus de formation et de développement exceptionnel pour ces géants cosmiques.

Dans l'Univers actuel, on pense que les trous noirs naissent de l'effondrement de gigantesques étoiles. Leur croissance s'effectue par l'absorption continue de gaz, de poussière, d'étoiles et d'autres trous noirs. Ce phénomène engendre un échauffement par friction du matériau aspiré, produisant de la lumière détectable par les télescopes. Ces phares cosmiques, connus sous le nom de noyaux galactiques actifs (AGN), révèlent l'existence de trous noirs actifs.

Les quasars, des AGN extrêmes, sont des trous noirs supermassifs émettant des quantités de lumière des milliers de milliards de fois supérieures à celle des étoiles les plus brillantes.

La méthode employée par les astronomes pour observer ce trou noir antique impliquait l'utilisation des caméras infrarouges du JWST, ainsi que de spectrographes intégrés pour analyser les fréquences lumineuses. Ces observations ont révélé un pic inattendu parmi les fréquences, indiquant la présence d'un trou noir émettant de faibles lueurs lumineuses.

Les hypothèses principales sur la croissance rapide de ces trous noirs primitifs incluent la formation soudaine à partir de nuages de gaz géants ou la fusion de grappes d'étoiles et de trous noirs. Une autre théorie évoque les "trous noirs primordiaux", censés être apparus juste après le début de l'Univers.

Maiolino souligne la complexité de ces processus, nécessitant des conditions particulières telles que la présence de nuages pristins (non pollués) et massifs, et l'irradiation par une lumière ultraviolette émanant d'une galaxie ou d'un trou noir voisin. Cette complexité suggère que plusieurs scénarios pourraient être à l'œuvre dans la formation de ces entités cosmiques anciennes.