Ceux que les astronomes appellent les trous noirs supermassifs peuvent « peser » jusqu’à des millions de fois plus que notre Soleil. Des milliards, même. Une nouvelle étude confirme même qu’ils sont apparus étonnamment tôt dans l’histoire de notre Univers.
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Au centre de chaque grande galaxie de notre Univers se cache un trou noir que les astronomesastronomes qualifient de supermassif. Celui qu'ils ont débusqué au cœur de la Voie lactée « pèse » des millions de fois plus que notre Soleil. Mais ils soupçonnent depuis longtemps que d'autres peuvent atteindre des milliards de fois la masse de notre ÉtoileÉtoile. L'ennui, c'est que pour l'heure, les chercheurs ont de très bonnes mesures pour les trous noirs supermassifstrous noirs supermassifs des galaxies proches de la nôtre. Mais rien pour les plus éloignées. « Nous en sommes réduits à deviner », remarque Joseph Simon, astrophysicienastrophysicien à l'université du Colorado à Boulder (États-Unis), dans un communiqué.
C'est ce que le chercheur a fait. D'une façon toute nouvelle. Il a d'abord recueilli des informations sur des centaines de milliers de galaxies. Des galaxies éloignées et donc âgées de quelques milliards d'années. Puis, il a calculé les masses approximatives des trous noirs pour les plus grandes galaxies de l'Univers. Il a enfin pu simuler à partir de là, ce que les astronomes appellent le fond des ondes gravitationnellesondes gravitationnelles que ces galaxies peuvent générer et dans lequel baigne la Terre.
Le fond des ondes gravitationnelles ? C'est le flux d'ondes gravitationnelles qui ondulent à travers notre Univers. Un flux généré par les trous noirs supermassifs. Parce que lorsque deux galaxies entrent en collision, leurs trous noirs peuvent aussi fusionner. Le choc de l'un contre l'autre produit des ondes qui déforment littéralement le tissu de l'espace-tempsespace-temps de l'Univers. On comprend bien que l'intensité du choc -- et des ondes gravitationnelles qui en résultent -- est fonction de la masse des trous noirs impliqués.
D’immenses trous noirs supermassifs très tôt dans l’Univers
Les travaux de Joseph Simon révèlent l'étendue des masses des trous noirs supermassifs dans notre Univers alors qu'il n'était âgé que d'environ 4 milliards d'années. Et surprise, aussi bien les galaxies hôtes que les trous noirs en question apparaissent plus massifs que ce que de précédentes études avaient prévu. « C'est étonnant parce qu'on s'attend à ce qu'il faille du temps pour que les trous noirs se développent », commente l'astrophysicien.
Ses recherches viennent toutefois s'ajouter à d'autres preuves qui suggérerent qu'il pourrait bien ne pas y avoir besoin d'autant de temps que cela. Celles données par la collaboration de l'Observatoire nord-américain du nanohertz pour les ondes gravitationnelles (NANOGrav). Des centaines de scientifiques qui étudient la question depuis 15 ans ont aussi vu des indices de l'existence de trous noirs supermassifs géants cachés dans l'Univers depuis des milliards d'années.
Joseph Simon compte donc poursuivre l'enquête. En explorant l'Univers encore plus lointain. Et en remontant ainsi encore un peu plus loin dans le temps. Avec l'espoir de comprendre quand et comment les trous noirs ont commencé à gagner ainsi en masse. Parce que « comprendre les masses des trous noirs est essentiel pour certaines des questions fondamentales que nous nous posons. Comme comment les galaxies, notre Voie lactée et même notre Système solaireSystème solaire se sont développés », conclut l'astrophysicien.
