L'objet rougeâtre de cette image infrarouge est ULASJ1234 + 0907, situé à environ 11 milliards d'années-lumière de la Terre. Crédit: image créée à partir des données de l'UKIDSS et de l'observatoire WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer).
Comme si regarder vers le bord de l'Univers n'était pas assez fascinant, les scientifiques de l'Université de Cambridge disent qu'ils voient d'énormes trous noirs supermassifs à croissance rapide à peine détectables près du bord du temps.
Une poussière épaisse enveloppe les trous noirs des monstres mais ils émettent de grandes quantités de rayonnement par des interactions violentes et des collisions avec leurs galaxies hôtes les rendant visibles dans la partie infrarouge du spectre électromagnétique. L'équipe a publié ses résultats dans la revue Monthly Notices de la Royal Astronomical Society.
L'objet le plus éloigné de l'étude se situe à 11 milliards d'années-lumière de la Terre. La lumière ancienne du trou noir supermassif, nommé ULASJ1234 + 0907 et située vers la constellation de la Vierge, la Vierge, a parcouru (à près de 10 billions de kilomètres, ou 6 millions de millions de miles, par an) à travers le cosmos pendant presque l'âge estimé de l'univers. Le trou noir du monstre est plus de 10 milliards de fois la masse de notre Soleil et 10 000 fois plus massif que le trou noir intégré dans la galaxie de la Voie lactée; ce qui en fait l'un des trous noirs les plus massifs jamais vus. Et ce n'est pas seul. Les chercheurs disent qu'il peut y avoir jusqu'à 400 trous noirs géants dans le minuscule ruban de l'Univers que nous pouvons observer.
"Ces résultats pourraient avoir un impact significatif sur les études des trous noirs supermassifs", a déclaré le Dr Manda Banerji, auteur principal du document, dans un communiqué de presse. «La plupart des trous noirs de ce type sont visibles à travers la matière dans laquelle ils traînent. Alors que le matériau voisin s'enroule vers les trous noirs, il se réchauffe. Les astronomes peuvent voir ce rayonnement et observer ces systèmes. »
L'équipe de Cambridge a utilisé des levés infrarouges effectués sur le télescope infrarouge britannique (UKIRT) pour scruter la poussière et localiser les trous noirs géants pour la première fois.
«Ces résultats sont particulièrement excitants car ils montrent que nos nouveaux levés infrarouges trouvent des trous noirs super massifs qui sont invisibles dans les levés optiques», explique Richard McMahon, co-auteur de l'étude. «Ces nouveaux quasars sont importants parce que nous pouvons les attraper alors qu'ils sont nourris par des collisions avec d'autres galaxies. Les observations avec le nouveau télescope Atacama Large Millimeter Array (ALMA) au Chili nous permettront de tester directement cette image en détectant le rayonnement hyperfréquence émis par les vastes quantités de gaz dans les galaxies en collision. »
D'énormes trous noirs sont connus pour résider au centre de toutes les galaxies. Les astronomes prédisent que le plus massif de ces phénomènes cosmiques se développera à travers de violentes collisions avec d'autres galaxies. Les interactions galactiques déclenchent la formation d'étoiles qui fournit plus de carburant aux trous noirs à dévorer. Et c'est au cours de ce processus que d'épaisses couches de poussière cachent les trous noirs grignotants.
«Bien que ces trous noirs aient été étudiés depuis un certain temps», explique Banergi, «les nouveaux résultats indiquent que certains des plus massifs ont peut-être jusqu'à présent été cachés à notre vue. Les trous noirs nouvellement découverts, dévorant l'équivalent de plusieurs centaines de soleils chaque année, éclaireront les processus physiques régissant la croissance de tous les trous noirs supermassifs. »
Les astronomes comparent le cas extrême d'ULASJ1234 + 0907 avec le Markarian 231 relativement proche et bien étudié. Markarian 231, trouvé à seulement 600 millions d'années-lumière de distance, semble avoir récemment subi une violente collision avec une autre galaxie produisant un exemple de poussiéreux, trou noir croissant dans l'Univers local. En revanche, l'exemple le plus extrême de ULASJ1234 + 0907, montre aux scientifiques que les conditions de l'Univers primitif étaient plus turbulentes et inhospitalières qu'aujourd'hui.
Source: Société royale d'astronomie
Crédit d'image: Markarian 231, un exemple d'une galaxie avec un trou noir supermassif poussiéreux à croissance rapide situé à 600 millions d'années-lumière de la Terre. La source lumineuse au centre de la galaxie marque le trou noir tandis que des anneaux de gaz et de poussière peuvent être vus autour ainsi que des «queues de marée» laissées par un impact récent avec une autre galaxie. Gracieuseté du NASA / ESA Hubble Space Telescope.
