Les trous noirs supermassifs ont une origine mystérieuse. Ils sont derrière les quasars des noyaux actifs de galaxies et le télescope James-Webb vient de battre spectaculairement le record de Hubble pour révéler les galaxies possédant jadis un quasar.
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Le télescope spatial James-Webb (JWST) continue à repousser les limites des observations autrefois accessibles à Hubble et cette fois, en étudiant en conjonction avec le télescope japonais Subaru sur l'un des sommets d'Hawaï, le Mauna Kea. Une équipe internationale d'astronomesastronomes comptant des membres du CNRS-Insu et du Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (Kavli IPMU) s'est penchée en ce sens sur les images de deux quasars HSC J2236+0032 et HSC J2255+0251, comme le montre un article publié dans Nature et en accès libre sur arXiv.
Rappelons que les quasars rendaient perplexes les astrophysiciens au début des années 1960 car initialement détectés comme des radiosources lointaines, ils apparaissaient comme des étoiles dans des télescopes observant dans le visible. Ces étoiles devaient être prodigieusement lumineuses pour être détectables à des milliards d'années-lumière et on a compris au cours de la décennie qu'il devait s'agir de galaxiesgalaxies dont le cœur était occupé par un trou noir supermassiftrou noir supermassif accrétant énormément de matièrematière pour une raison inconnue et libérant du coup une énergieénergie gravitationnelle, bien plus efficacement que les réactions thermonucléaires au cœur des étoiles.
Dans cet extrait de la plateforme TV-Web-cinéma, Du Big Bang au Vivant, qui couvre des découvertes dans le domaine de l'astrophysique et de la cosmologie, Jean-Pierre Luminet nous parle des quasars. © Jean-Pierre Luminet
Des trous noirs apparus anormalement tôt après le Big Bang ?
On ne sait pas vraiment encore comment sont nés les trous noirs contenant de un à plusieurs milliards de massesmasses solaires derrière les noyaux actifs de galaxiesnoyaux actifs de galaxies que sont les quasars, mais ce qui est établi, c'est qu'il existe une relation de proportionnalité entre la masse des trous noirs géants et la masse des galaxies qui les abritent.
On avait tendance à penser que les grandes galaxies et leurs trous noirs mettaient plus d'un milliard d'années à se former, mais les observations des deux dernières décennies, et plus récemment avec le JWST, n’ont cessé de montrer que ces astres étaient apparus très tôt dans l’histoire du cosmos au point de se demander s’ils étaient compatibles avec le modèle standard en cosmologie. On étudie donc attentivement les quasars visibles à grande distance pour sonder les stratesstrates de lumière les plus anciennes possibles de l'histoire de l'UniversUnivers observable.
Hubble ne pouvait pas voir les galaxies associées aux quasars quand on les observait, un peu moins de trois milliards d'années après le Big BangBig Bang tout au plus, mais le JWST vient de pulvériser cette limite avec les deux quasars découverts lors d'un programme de sondage en profondeur du télescope Subaru, en montrant leurs galaxies hôtes telles qu'elles étaient seulement 860 millions d'années après le Big Bang.
Des images des deux quasars et de leurs galaxies ont été prises à des longueurs d'ondelongueurs d'onde infrarougeinfrarouge de 3,56 et 1,50 micronsmicrons avec l'instrument NIRCamNIRCam du JWST.
