Les quasars, parmi les objets les plus lumineux de l'Univers, sont alimentés par des trous noirs supermassifs. La matière, en spiralant vers le trou noir, forme un disque d'accrétion extrêmement chaud qui produit une lumière ultraviolette intense. Cette lumière interagit ensuite avec un nuage de particules énergétiques, la couronne, pour générer de puissants rayons X.
Cette relation entre ultraviolets et rayons X est considérée comme un pilier de l'astrophysique depuis près de 50 ans. Une équipe internationale d'astronomes a découvert que la corrélation entre les émissions de rayons X et ultraviolets des quasars a changé au cours du temps cosmique.
Comment cette relation a-t-elle été remise en cause ?
Publiée dans le Monthly Notices of the Royal Astronomical Society et menée par l'Observatoire National d'Athènes, une étude a combiné des données du télescope eROSITA et de l'observatoire XMM-Newton de l'ESA.
Les résultats d'une analyse d'un échantillon sans précédent de quasars montrent que lorsque l'Univers était plus jeune, soit environ à la moitié de son âge actuel, la corrélation entre les rayons X et la lumière ultraviolette était significativement différente de celle observée aujourd'hui.
Cette découverte suggère que les processus physiques reliant le disque d'accrétion et la couronne ont probablement évolué au cours des 6,5 derniers milliards d'années. Coauteur de l'étude, Antonis Georgakakis souligne cette non-universalité surprenante qui " remet en question notre compréhension de la croissance et du rayonnement des trous noirs supermassifs ".
Quelles sont les implications de la découverte ?
L'universalité de cette relation était un postulat qui sous-tendait certaines méthodes utilisant les quasars afin de mesurer la géométrie de l'Univers et sonder la nature de l'énergie sombre.
Le nouveau résultat impose donc une grande prudence et la nécessité de réexaminer rigoureusement l'hypothèse d'une structure immuable des trous noirs à travers le temps cosmique.
Pour Maria Chira, auteure principale de l'article, la principale avancée est méthodologique. " Le relevé eROSITA est vaste mais relativement peu profond. En combinant ces données dans un cadre statistique bayésien robuste, nous pourrions révéler des tendances subtiles qui seraient autrement restées cachées. "
Quelles sont les prochaines étapes pour la recherche ?
Les futures analyses des données complètes du relevé eROSITA permettront aux astronomes d'étudier des quasars encore plus lointains et faibles. Ces études aideront à déterminer si l'évolution observée reflète un véritable changement physique ou simplement des biais de sélection dans les échantillons jusqu'ici étudiés.
L'objectif final est de mieux comprendre comment les trous noirs supermassifs alimentent les objets les plus lumineux de l'Univers et comment leur comportement a évolué. Ces travaux apporteront un éclairage nouveau sur leur évolution et leur impact sur la structure de l'Univers.
N.B. : Source images (illustrations) : Dimitrios Sakkas (tomakti), Antonis Georgakakis, Angel Ruiz, Maria Chira (NOA).
