Des astronomes du MIT (Massachusetts Institute of Technology) ont réussi à observer la lumière insaisissable des étoiles entourant certains des premiers quasars de l’univers.
Des signaux lointains, remontant à plus de 13 milliards d’années, depuis les débuts de l’univers, révèlent des indices sur l’évolution des premiers trous noirs et des premières galaxies.
Les quasars sont les centres ardents des galaxies actives, abritant en leur cœur un trou noir supermassif insatiable. La plupart des galaxies hébergent un trou noir central qui peut occasionnellement se nourrir de gaz et de débris stellaires, générant un bref éclat de lumière sous la forme d’un anneau brillant lorsque la matière tourbillonne vers le trou noir.
Les quasars, en revanche, peuvent consommer d’énormes quantités de matière sur des périodes beaucoup plus longues, générant ainsi un anneau extrêmement brillant et durable ; Si lumineux, en fait, que les quasars comptent parmi les objets les plus lumineux de l’univers.
Parce qu’ils sont si brillants, les quasars éclipsent le reste de la galaxie dans laquelle ils résident. Mais l’équipe du MIT a pu observer pour la première fois une lumière beaucoup plus faible provenant d’étoiles situées dans les galaxies hôtes de trois anciens quasars.
Sur la base de cette lumière stellaire insaisissable, les chercheurs ont estimé la masse de chaque galaxie hôte, par rapport à la masse de son trou noir supermassif central. Ils ont découvert que dans le cas de ces quasars, les trous noirs centraux étaient beaucoup plus massifs par rapport à leurs galaxies hôtes que leurs homologues modernes.
Les résultats, publiés le 6 mai dans l’Astrophysical Journal, pourraient faire la lumière sur la façon dont les premiers trous noirs supermassifs sont devenus si massifs malgré une période de temps cosmique relativement courte pour se développer. En particulier, ces premiers trous noirs monstres pourraient être issus de « graines » plus massives que les trous noirs plus modernes.
“Après la naissance de l’univers, des graines de trous noirs ont ensuite consommé de la matière et se sont développées en très peu de temps”, explique l’auteur de l’étude Minghao Yue, postdoctorant à l’Institut Kavli d’astrophysique et de recherche spatiale du MIT, dans un communiqué. “L’une des grandes questions est de comprendre comment ces monstrueux trous noirs ont pu croître si gros et si rapidement.”
“Ces trous noirs sont des milliards de fois plus massifs que le Soleil, à une époque où l’univers en est encore à ses balbutiements”, explique l’auteur de l’étude Anna-Christina Eilers, professeur adjoint de physique au MIT. “Nos résultats impliquent que dans l’univers primitif, les trous noirs supermassifs auraient pu gagner en masse avant leurs galaxies hôtes, et que les graines initiales des trous noirs auraient pu être plus massives qu’aujourd’hui.”
