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Les théories confrontées à la découverte de trous noirs supermassifs distants

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D'après des observations effectuées grâce au télescope à rayons X Chandra, un quasar distant, dont la formation remonte à moins d'un milliard d'années après le Big bang, contiendrait un trou noir supermassif.

Simulation d'un trou noir (centre) et de son disque d'accrétion (vert-jaune-rouge)

L'énergie qu'il génère est équivalente à celle de 20 milliards de soleils. L'existence d'un tel trou noir à une époque aussi reculée de l'histoire de l'Univers interroge les théories relatives à la formation des galaxies et des trous noirs supermassifs.

Le quasar SDSSp J1306, situé à 12,7 milliards d'années-lumière, a été observé par les astronomes Daniel Schwartz et Shanil Virani, du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (Cambridge). L'âge de l'Univers étant estimé à 13,7 milliards d'années-lumière, le quasar est vu tel qu'il était un milliard d'années après le Big bang. Son spectre de rayons X est semblable à celui des quasars proches. De surcroît, la luminosité relative de SDSSp J1306 dans le domaine du rayonnement X et dans celui dans l'optique, est similaire à celle des quasars proches. Les observations optiques suggèrent que la masse du trou noir est d'environ un milliard de masses solaires.

Une équipe de scientifiques du California Institute of Technology avait pour sa part auparavant observé un quasar (SDSSp J1030) distant de 12,8 milliards d'années-lumière et doté d'un spectre de rayons X semblable à celui de SDSSp J1306.

Ces deux résultats suggèrent que la façon dont les trous noirs supermassifs produisent des rayons X est demeurée essentiellement la même depuis une époque très reculée de l'Univers. Ceci implique que le trou noir central de la galaxie massive s'est formé très tôt après le Big bang. Afin d'expliquer le phénomène les scientifiques avancent l'hypothèse de la formation, à partir de l'effondrement d'étoiles massives de la jeune galaxie, de millions de trous noirs d'une centaine de masses solaires. Ces derniers auraient servi de briques à la constitution, au centre de la galaxie, d'un trou noir d'un milliard de masses solaires.

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