Les astronomes n’ont de cesse de traquer les objets les plus lointains de l’univers, car ce sont aussi les plus anciens et donc susceptibles de nous en apprendre un peu plus sur l’origine des structures dans l’univers observable. Ils viennent d’annoncer un record de distance pour un quasar : 12,9 milliards d’années-lumière.
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L'objet baptisé Ulas J1120+0641 est un quasar et c'est tout à la fois le plus ancien et le plus lointain connu. Les astronomesastronomes de l'ESOESO ont annoncé dans un article de Nature (donné en lien un peu plus bas) qu'il se trouvait à 12,9 milliards d'années-lumièreannées-lumière de nous environ, lorsque les photonsphotons que nous observons aujourd'hui en sont partis.

Rappelons que les observations par WMap du rayonnement fossile permettent de déduire que l'âge de l'universunivers observable est de 13,7 milliards d'années mais que les régions dont nous parviennent aujourd'hui les plus vieux photons de l'univers sont distantes de nous actuellement de plus de 45 milliards d'années-lumière.

En terme technique, le décalage spectral vers le rouge de Ulas J1120+0641, que l'on note z, vaut 7,1. Ce n'est pas le plus grand décalage observé pour un objet cosmologique. On a en effet z=8,2 pour le plus lointain sursautsursaut gamma connu, GRB 090423, et z=8,6 pour la plus lointaine galaxiegalaxie connue, UDFy-38135539.


Une vue d'artiste du quasar découvert par les astronomes, avec des jets de matière et des éruptions liées à des instabilités dans le disque d'accrétion. Le son est bien sûr purement fictif. © ESO/M. Kornmesser/YouTube

Comme tous les quasars, Ulas J1120+0641 est un trou noir supermassif. Sa massemasse a été évaluée à 2 milliards de masses solaires. Une valeur quelque peu énigmatique car l'on retrouve ce problème récurrent de la présence de galaxies et de trous noirs géants très tôt dans l'Histoire du cosmos observable, alors que la théorie et les simulations font généralement naître ces objets plusieurs milliards d'années après le début de l'univers observable (Pas toujours cependant).

Cinq ans à chercher dans un catalogue de millions d'objets

Sa découverte n'a pas été facile. En effet, la lumière émise par la matièrematière tombant en direction du trou noir central au cœur du quasarquasar se trouve aujourd'hui décalée dans le domaine de l'infrarougeinfrarouge. La première détection de Ulas J1120+0641 s'est donc faite dans le cadre de UKIDSS, pour UKIRT Infrared Deep Sky Survey. Il s'agit d'une campagne d'observations basée sur l'utilisation d'un télescopetélescope infrarouge du Royaume-Uni installé à Hawaï. Ce n'est qu'ensuite que la distance du quasar par rapport à la TerreTerre a été déterminée à partir d'observations effectuées avec l'instrument FORS2, équipant le VLT de l'ESO, et des instruments sur le télescope Gemini North.

Selon les astronomes, étant donné la rareté des quasars au début de l'Histoire de l'univers, seulement une centaine de quasars avec un z supérieur à 7 doivent se trouver sur la sphère céleste entière. Un objet aussi lointain ayant nécessairement une très faible taille angulairetaille angulaire et étant peu lumineux, on comprend pourquoi il a fallu chercher pendant cinq ans dans la base de donnéesbase de données fournies par UKIDSS avant de le trouver.

Mais le jeu en valait la chandelle car selon Stephen Warren, l'astronome à la tête de l'équipe ayant fait cette remarquable découverte : « Ce quasar est capital pour sonder l'univers jeune. C'est un objet très rare qui devrait nous aider à comprendre comment les trous noirs supermassifs se sont formés quelques centaines de millions d'années après le Big Bang ».

Une vidéo de l'ESOcast est disponible.