Une découverte qui bouleverse les modèles cosmologiques
Grâce au télescope spatial James Webb, des chercheurs ont pu profiler le gaz entourant un trou noir supermassif situé à plus de 13 milliards d’années-lumière. Cette observation met en lumière un phénomène inattendu : le puits gravitationnel aurait accumulé une quantité colossale de matière bien avant que son hôte galactique ne se forme pleinement. Le résultat oblige les astrophysiciens à repenser le déroulement de l’histoire de l’Univers primordial.
Le laboratoire lointain d’Abell2744‑QSO1
Situé dans le petit système d’objets qualifié de « petites taches rouges », le noyau d’Abell2744‑QSO1 apparaît comme un point rouge faiblement lumineux sur les images de Webb. Malgré sa petite taille apparente, il renferme un trou noir d’une masse équivalente à plusieurs dizaines de millions de soleils. Les équipes menées par l’Université de Copenhague ont exploité l’instrument NIRSpec pour mesurer la vitesse et la composition du gaz à proximité immédiate de ce monstre gravitationnel.
Deux composantes de gaz, deux histoires différentes
L’analyse révèle une double structure : d’une part, un nuage lent, riche en éléments lourds, témoignage d’une précédente génération d’étoiles ayant déjà enrichi le milieu interstellaire ; d’autre part, une composante rapide, presque pure en hydrogène et hélium primordiaux. Cette asymétrie indique que le gaz le plus rapide provient probablement d’un afflux externe, encore vierge de toute contamination stellaire, alimentant directement le trou noir et favorisant son accrétion fulgurante.
Le trou noir, maître et inhibiteur de la formation stellaire
La croissance exponentielle du puits gravitationnel s’accompagne d’une puissante émission de rayonnement qui réchauffe et disperse le gaz environnant, rendant la contraction nécessaire à la naissance d’étoiles impossible. Le résultat est un système d’une taille d’une centaine de centaines d’années-lumière, largement dominé par le trou noir, et dépourvu de toute activité de formation stellaire. Les auteurs qualifient ce phénomène de « système à flux limité », où le trou noir agit comme un gardien qui ne laisse passer que la matière qu’il peut absorber, étouffant ainsi toute tentative de création de nouvelles étoiles.
Implications pour l’évolution des galaxies primordiales
Ces observations confirment les théories récentes qui envisagent les petites taches rouges comme une phase brève au cours de laquelle la rétroaction du trou noir empêche le développement d’un environnement propice à la formation d’étoiles. Elles suggèrent également que, dans certains cas, les trous noirs massifs peuvent précéder la naissance de leur galaxie hôte, inversant la supposée chronologie « galaxie‑puis‑trou noir ». Cette inversion ouvre de nouvelles perspectives sur le rôle des accrétion rapides dans la structuration du cosmos jeune.
Source: https://scientias.nl/13-miljard-jaar-terug-het-zwarte-gat-dat-zijn-eigen-thuis-overleefde/