James-Webb observe un ancien trou noir supermassif qui souffle un vent qui tue les galaxies

Des astronomes ont découvert, grâce au télescope spatial James-Webb (JWST), un vent galactique impressionnant, soufflé par un quasar alimenté par un trou noir supermassif. Ce vent agit en balayant gaz et poussière, ralentissant ainsi la formation d’étoiles dans la galaxie qui l’abrite. Le quasar, nommé J1007+2115, émerge du passé lointain de l’Univers, datant de 700 millions d’années après le Big Bang, soit une époque où l’Univers n’avait que 5 % de son âge actuel. 

Une découverte dans l’Univers primitif

L’objet d’étude des astronomes, un quasar nommé J1007+2115, est situé si loin de la Terre qu’on le voit tel qu’il existait il y a environ 13,1 milliards d’années. Ce quasar est alimenté par un trou noir supermassif dont la force gravitationnelle attire des quantités colossales de gaz et de poussière, générant un puissant vent qui souffle à travers sa galaxie hôte. Ce phénomène est le plus ancien jamais observé et pourrait radicalement changer notre compréhension des interactions entre les trous noirs et leurs galaxies hôtes.

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J1007+2115 est particulièrement remarquable, non seulement parce qu’il est l’un des quasars les plus anciens jamais observés, mais aussi parce qu’il est le premier à être associé à un vent galactique d’une telle ampleur. Ce vent transporte de la matière sur une distance de 7 500 années-lumière, emportant chaque année l’équivalent de 300 fois la masse du Soleil à des vitesses de 7,6 millions de kilomètres par heure. À ces vitesses, ces vents balayent le gaz nécessaire à la formation d’étoiles, freinant ainsi la naissance de nouvelles étoiles dans la galaxie hôte.

Le rôle des quasars dans l’évolution des galaxies

Les quasars sont parmi les objets les plus lumineux de l’Univers, alimentés par des trous noirs supermassifs situés au centre des galaxies. Ces trous noirs, dont la masse peut atteindre des millions à des milliards de fois celle du Soleil, sont entourés de disques d’accrétion de gaz et de poussière. Lorsque la matière chute vers le trou noir, elle est chauffée par les forces gravitationnelles intenses et émet une lumière intense qui peut surpasser celle de toutes les étoiles de la galaxie.

Cependant, tous les trous noirs supermassifs ne génèrent pas des quasars. Par exemple, Sagittarius A*, le trou noir situé au centre de notre galaxie, est beaucoup plus calme et n’émet qu’une lumière très faible. Il se peut qu’il n’y ait pas beaucoup de gaz et de poussière à proximité pour qu’il puisse s’en nourrir.

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Le JWST a révélé que la galaxie qui abrite J1007+2115 est riche en gaz moléculaire dense et en poussière, qui sont des éléments essentiels à la naissance des étoiles. Le taux de formation des étoiles dans la galaxie se situe entre 80 et 250 masses solaires par an. Cependant, comme la lumière de cette galaxie nous parvient depuis 13,1 milliards d’années, il est fort probable qu’elle soit considérablement différente aujourd’hui. 

L’impact des vents sur la galaxie hôte

Les vents observés par le JWST ne se contentent pas de perturber la formation d’étoiles, ils affectent également la croissance du trou noir lui-même. En expédiant loin de lui le gaz qui alimente sa croissance, ces vents limitent la capacité du trou noir à accumuler de la masse. Ce trou noir, dont la masse avoisine celle d’un milliard de soleils, pourrait ainsi avoir atteint sa taille maximale.

Les scientifiques estiment qu’aujourd’hui, plusieurs milliards d’années après l’époque observée par le JWST, la galaxie qui abritait ce quasar est peut-être une « galaxie morte », où très peu de nouvelles étoiles se forment. Les vents produits par J1007+2115 semblent suffisamment puissants pour priver la galaxie de son gaz et de sa poussière. Selon Weizhe Liu, le chercheur principal de cette découverte, ces vents pourraient « tuer » la galaxie en interrompant sa capacité à créer de nouvelles étoiles. 

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L’équipe à l’origine de cette découverte n’en a pas terminé avec les vents de quasars. Les chercheurs prévoient de poursuivre leurs investigations pour identifier d’autres vents galactiques dans l’Univers. Leur objectif est de mieux comprendre comment ces vents influencent la formation des galaxies et leur développement à long terme. D’autres quasars encore plus anciens, apparus moins d’un milliard d’années après le Big Bang, pourraient révéler de nouvelles informations sur les premières étapes de l’Univers et la manière dont les trous noirs supermassifs ont façonné les galaxies autour d’eux. Par ailleurs, des astronomes font une étrange découverte aux confins du Système solaire.