Grâce aux données de l'observatoire à rayons X Chandra de la Nasa, des astronomes ont pu mesurer la croissance effrénée d'un trou noir supermassif. Situé à 12,8 milliards d'années-lumière, il nous apparaît tel qu'il était seulement 920 millions d'années après le Big Bang.
Avec déjà une masse d'un milliard de soleils, il dévore la matière bien au-delà de la limite théorique admise jusqu'ici. Il alimente un quasar, un objet si lumineux qu'il éclipse sa propre galaxie, en aspirant d'énormes quantités de matière.
Qu'est-ce qui rend ce trou noir si exceptionnel ?
La particularité de RACS J0320-35 réside dans sa vitesse d'accrétion. Les observations révèlent que le quasar grandit à un rythme estimé à 2,4 fois la limite d'Eddington, une valeur qui définit l'équilibre théorique où la pression de la radiation émise par la matière chauffée contrebalance la gravité du trou noir, limitant ainsi sa vitesse d'alimentation.
Ce phénomène se traduit par l'absorption d'une masse équivalente à celle de 300 à 3 000 soleils chaque année. " C'était un peu choquant de voir ce trou noir grandir à pas de géant ", déclare Luca Ighina du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
Des implications pour la naissance des trous noirs
Une telle croissance démesurée rebat les cartes sur l'origine des premiers géants cosmiques. Jusqu'à présent, une théorie dominante suggérait qu'un trou noir aussi massif à l'aube de l'Univers devait être né déjà immense, avec une masse d'environ 10 000 soleils, suite à l'effondrement d'un gigantesque nuage de gaz.
Cependant, si RACS J0320-35 a maintenu ce rythme de croissance élevé sur une longue période, il aurait pu naître de manière plus conventionnelle, avec une masse inférieure à 100 soleils, issue de l'implosion d'une étoile massive.
« En connaissant la masse du trou noir et en déterminant sa vitesse de croissance, nous pouvons remonter le temps pour estimer sa masse à la naissance », explique Alberto Moretti de l'observatoire astronomique de Brera.
Quels mystères cette découverte pourrait-elle résoudre ?
Au-delà de sa croissance, le quasar présente une autre caractéristique rare. Il produit de puissants jets de particules qui s'éloignent à une vitesse proche de celle de la lumière. Les chercheurs suspectent que le taux de croissance exceptionnellement rapide pourrait être directement lié à la création de ces jets.
La découverte offre une piste précieuse pour répondre à l'une des plus grandes énigmes de l'astrophysique. Comment l'Univers a-t-il créé la première génération de trous noirs ?
