Des astronomes utilisant le télescope spatial NASA/ESA/CSA James Webb ont découvert un trou noir supermassif actif dans CEERS 1019, une galaxie qui existait un peu plus de 570 millions d’années après le Big Bang.
Le trou noir de CEERS 1019 existait un peu plus de 570 millions d’années après le Big Bang et ne pèse que 9 millions de masses solaires. Crédit image : NASA / ESA / CSA / Leah Hustak, STScI.
Le CEERS 1019 a été découvert dans le cadre de l’enquête Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS) de Webb.
La galaxie n’est pas seulement remarquable par son ancienneté, mais aussi par le poids relativement faible de son trou noir.
Ce trou noir a une masse d’environ 9 millions de masses solaires – bien moins que les autres trous noirs qui existaient également dans l’Univers primitif et qui ont été détectés par d’autres télescopes.
Ces mastodontes contiennent généralement plus d’un milliard de fois la masse du Soleil – et ils sont plus faciles à détecter car ils sont beaucoup plus brillants.
Le trou noir de CEERS 1019 ressemble plus à Sagittaire A*le Trou noir de 4,3 millions de masse solaire au centre de notre Voie lactée, et n’est pas aussi brillant que les mastodontes plus massifs précédemment détectés.
Bien que plus petit, ce trou noir existait tellement plus tôt qu’il est encore difficile d’expliquer comment il s’est formé si peu de temps après le début de l’Univers.
Les astronomes savent depuis longtemps que des trous noirs plus petits doivent avoir existé plus tôt dans l’Univers, mais ce n’est que lorsque Webb a commencé à observer qu’ils étaient capables de faire des détections définitives.
“Regarder cet objet lointain avec ce télescope, c’est un peu comme regarder les données des trous noirs qui existent dans les galaxies proches de la nôtre. Il y a tellement de raies spectrales à analyser », a déclaré le Dr Rebecca Larson, astronome à l’Université du Texas à Austin.
Non seulement les astronomes pourraient démêler quelles émissions dans le spectre proviennent du trou noir et lesquelles proviennent de sa galaxie hôte, mais ils pourraient également déterminer la quantité de gaz que le trou noir ingère et déterminer le taux de formation d’étoiles de sa galaxie.
Ils ont découvert que CEERS 1019 ingère autant de gaz que possible tout en produisant de nouvelles étoiles.
Ils se sont tournés vers les images pour explorer pourquoi cela pourrait être. Visuellement, CEERS 1019 apparaît sous la forme de trois touffes lumineuses, et non d’un seul disque circulaire.
“Nous n’avons pas l’habitude de voir autant de structure dans les images à ces distances”, a déclaré le Dr Jeyhan Kartaltepe, astronome au Rochester Institute of Technology.
“Une fusion de galaxies pourrait être en partie responsable de l’alimentation de l’activité dans le trou noir de cette galaxie, et cela pourrait également conduire à une augmentation de la formation d’étoiles.”
L’équipe a également identifié 11 galaxies qui existaient 470 à 675 millions d’années après le Big Bang.
Non seulement elles sont extrêmement éloignées, mais le fait que tant de galaxies brillantes aient été détectées est remarquable.
“Je suis submergé par la quantité de spectres très détaillés de galaxies lointaines renvoyés par Webb”, ont déclaré les Drs. Pablo Arrabal Haro, astronome au NOIRLab de la NSF.
“Ces données sont absolument incroyables.”
Ces galaxies forment rapidement des étoiles, mais ne sont pas encore aussi chimiquement enrichies que les galaxies qui sont beaucoup plus proches de chez elles.
“Webb a été le premier à détecter certaines de ces galaxies”, a déclaré le Dr Seiji Fujimoto, astronome à l’Université du Texas à Austin.
“Cet ensemble, ainsi que d’autres galaxies lointaines que nous pourrions identifier à l’avenir, pourraient changer notre compréhension de la formation des étoiles et de l’évolution des galaxies tout au long de l’histoire cosmique.”
Les équipes papiers sur les données du CEERS sont publiées dans le Lettres du journal astrophysique.
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