Des trous noirs supermassifs dans l’Univers primitif

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Regarder à travers l’espace, c’est regarder à travers le temps, et une enquête quinquennale a poussé cela à ses limites, remontant à 13 milliards d’années en arrière, juste après le Big Bang.

100 nouveaux trous noirs supermassifs

Des astronomes d’un projet international ont découvert 100 trous noirs supermassifs à une époque où ils étaient considérés comme rares, ce qui suggère que nous aurions peut-être besoin de réécrire notre compréhension de leur évolution.

Les trous noirs supermassifs sont ceux dont la masse est égale à des centaines de millions, voire des milliards de soleils. Ils se trouvent souvent au centre des galaxies, y compris notre propre Voie Lactée. Bien que les trous noirs eux-mêmes soient invisibles, ils font ironiquement partie des objets les plus facilement repérables du ciel nocturne, car le gaz qui y tombe se réchauffe et brille comme un quasar.

Bien que leur luminosité leur permette de les apercevoir sur de très grandes distances, l’immensité ahurissante de l’Univers signifie que nous ne pouvons généralement voir que les trous noirs les plus brillants sur de longues distances. Un nommé SDSS J0100 + 2802, par exemple, peut être vu à partir de 12,8 milliards d’années-lumière, car il brille comme 420 trillions de Soleils.

Parce que seuls les plus brillants pouvaient être vus dans l’Univers primitif, les astronomes ne comprenaient pas à quel point ils étaient communs à l’époque. Pour mener une enquête plus complète sur les moins brillants, une équipe internationale a utilisé le puissant Hyper Suprime-Cam (HSC) du télescope Subaru à Hawaii pour rechercher de nouveaux candidats.

Les trous noirs supermassifs seraient beaucoup plus répandus dans l’Univers 

Pendant plus de 300 nuits sur cinq ans, l’équipe a dressé une longue liste de candidats, puis les a examinés de plus près. Parmi ces candidats, les astronomes ont pu identifier 83 nouveaux trous noirs à de très longues distances, soit environ 13 milliards d’années-lumière. Avec les 17 trous noirs déjà connus dans cette zone d’étude, il apparaît que les trous noirs supermassifs sont beaucoup plus répandus dans l’Univers primitif que nous le pensions auparavant.

Cette découverte pose un problème pour notre compréhension actuelle de leur formation. L’Univers a explosé il y a environ 13,8 milliards d’années, ce qui signifie que ces trous noirs supermassifs ont dû atteindre une telle taille en 800 millions d’années, ce qui est bien plus rapide que ne le suggèrent les modèles actuels.

« Il est remarquable que de tels objets denses et massifs aient pu se former si tôt après le Big Bang », déclare Michael Strauss, l’un des coauteurs de l’étude. « Comprendre comment les trous noirs peuvent se former dans l’Univers primitif et à quel point ils sont courants est un défi pour nos modèles cosmologiques. »

Le trou noir le plus éloigné découvert à ce jour se situe à environ 13,2 milliards d’années-lumière, mais le fait d’en avoir maintenant 100 exemples montre que le nombre de trous noirs supermassifs en croissance rapide qu’il ne s’agit pas simplement d’une anomalie. Ces trous noirs feront sans aucun doute l’objet de futures études et inspireront davantage d’enquêtes pour en trouver de nouveaux.

Étudier leur évolution précoce 

« Les trous noirs que nous avons découverts seront un sujet intéressant pour des observations ultérieures sur les installations actuelles et futures », a déclaré Yoshiki Matsuoka, auteur principal de l’étude. « Nous étudierons également la formation et l’évolution précoce des trous noirs supermassifs en comparant la densité de leur nombre et la distribution de luminosité aux prévisions des modèles théoriques. »

Cette recherche a été publiée dans une série d’articles au fil des ans, les dernières découvertes étant publiées dans The Astrophysical Journal et The Astrophysical Journal Letters.

Source : Princeton University
Crédit photo : Pixabay

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