Des astronomes, utilisant le Télescope Spatial James Webb de la NASA et l'Observatoire à rayons X Chandra, ont découvert le quasar le plus ancien et le plus éloigné émettant des rayons X dans l'Univers connu. Ce quasar semble être alimenté par la "graine" d'un trou noir supermassif ancien.
Illustration d'un quasar alimenté par un trou noir supermassif en activité.
Crédit: NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI)
Les quasars, cœurs brillants des galaxies actives, sont alimentés par des trous noirs supermassifs actifs qui provoquent l'émission d'une intense radiation thermique par la matière en chute. Le quasar primordial, nommé UHZ1, a été repéré grâce à la lumière des rayons X émise alors que l'Univers n'avait que 450 millions d'années, voyageant environ 13,7 milliards d'années pour nous parvenir. Cette découverte pourrait révéler comment les trous noirs supermassifs ont atteint des masses énormes.
La théorie scientifique suggère que les trous noirs supermassifs ont grandi en partant de graines de trous noirs dans l'Univers primitif, se développant progressivement en absorbant la matière et en fusionnant avec d'autres trous noirs. Une variante de cette théorie propose que les graines étaient des "graines légères", des trous noirs créés lorsque des étoiles massives épuisaient leur carburant pour leur fusion nucléaire et explosaient en supernovas, s'effondrant sous leur propre gravité. Cependant, cette explication ne donne pas suffisamment de temps aux trous noirs supermassifs pour atteindre des masses équivalentes à des millions, voire des milliards de soleils, aux époques précoces où ces colosses sont observés dans l'Univers jeune.
L'idée qu'ils aient commencé à croître à partir de "graines lourdes" pourrait donner aux trous noirs supermassifs une longueur d'avance dans ce processus. Entre 2006 et 2007, Priyamvada Natarajan a développé un modèle suggérant que des graines de trous noirs lourds pourraient se former dans des galaxies où sans formation d'étoiles. Ces galaxies seraient des satellites situés près des galaxies du début de l'Univers qui ont engendré les premières étoiles. Ce modèle suggère que de grands disques de gaz et de poussière dans ces galaxies satellites pourraient s'effondrer directement en graines de trous noirs lourds.