Représentation artistique de J0313-1806 — © NOIRLab / NSF / AURA / J. da Silva

Situé à environ 13 milliards d’années-lumière de la Terre, le quasar le plus lointain, et par conséquent le plus ancien, jamais découvert pourrait permettre aux astronomes de mieux cerner l’influence des premiers trous noirs supermassifs sur leurs galaxies.

Des caractéristiques hors normes

Objets célestes extrêmement brillants, les quasars peuvent être observés au centre de certaines galaxies et se composent d’un trou noir supermassif entouré d’un disque de plasma chaud. Baptisé J0313-1806, le quasar nouvellement identifié a été repéré par Feige Wang et ses collègues de l’université de l’Arizona grâce au concours des plus puissants instruments astronomiques de notre planète. À paraitre dans l’Astrophysical Journal Letters, leurs travaux ont été présentés à l’occasion de la dernière réunion de la Société américaine d’astronomie.

J0313-1806 se trouve à une distance supérieure de 20 millions d’années-lumière à celle du précédent détenteur du record, tandis que son trou noir supermassif se révèle deux fois plus volumineux : celui-ci est environ 1,6 milliard de fois plus massif que le Soleil. Selon Wang, « l’existence d’un trou noir supermassif aussi imposant seulement 670 millions d’années après le Big Bang bouleverse notre compréhension de la formation de ces objets monstrueux ».

Les auteurs de l’étude ont déterminé qu’un objet atteignant de telles dimensions ne pouvait être apparu suite à l’effondrement d’une étoile, comme le font les trous noirs plus petits. Au lieu de cela, ils estiment que J0313-1806 se serait formé à partir d’un trou noir supermassif environ 10 000 fois plus volumineux que le Soleil, qui serait né de l’effondrement d’une énorme quantité de gaz sous l’effet de sa propre gravité.

Version annotée de l’illustration présentée ci-dessus (avec de gauche à droite : la galaxie hôte, le disque d’accrétion, le vent de quasar et le trou noir supermassif). J0313-1806 se révèle 1 000 fois plus lumineux que la Voie lactée, et environ 10 000 milliards de fois plus que le Soleil — © NOIRLab / NSF / AURA / J. da Silva

Une production stellaire 200 fois plus élevée que celle de la Voie lactée

Le quasar nouvellement identifié expulse également du gaz surchauffé, se déplaçant à un cinquième de la vitesse de la lumière. Cette matière volatile se révélant indispensable à la formation des étoiles, un tel phénomène (appelé « vent de quasar ») a habituellement tendance à freiner leur production au sein de la galaxie hôte. Mais il se trouve qu’en dépit de sa taille 10 fois inférieure à celle de la Voie lactée, la galaxie hébergeant J0313-1806 semble actuellement produire de nouvelles étoiles à un rythme environ 200 fois plus élevé.

« D’autres observations avec la prochaine génération d’énormes télescopes, dont le futur télescope spatial James Webb de la NASA, devraient permettre de mieux comprendre comment les quasars comme celui-ci se sont formés et comment ils affectent leurs galaxies hôtes », a conclu Wang.

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