Des données du télescope spatial James Webb sont à l'origine de la découverte du trou noir confirmé le plus distant jamais détecté. Situé dans une galaxie baptisée Capers-LRD-z9, il se présente tel qu'il était il y a 13,3 milliards d'années, soit seulement 500 millions d'années après le Big Bang. Un portail temporel vers une époque où l'Univers n'avait que 3 % de son âge actuel.
Une signature qui ne trompe pas
Pour débusquer cet objet céleste, une équipe internationale a utilisé la spectroscopie, une technique qui décompose la lumière à la manière d'un prisme. En analysant le spectre lumineux de la galaxie, les scientifiques ont cherché des indices de gaz se déplaçant à des vitesses folles.
« Nous recherchons ces signatures de gaz se déplaçant très rapidement », explique Steven Finkelstein à NBC News, co-auteur d'une étude publiée dans l'Astrophysical Journal Letters.
« Nous parlons de vitesses de 1 000, 2 000, parfois même 3 000 km/s. Rien d'autre dans l'Univers ne se déplace aussi vite, donc nous savons que ce doit être du gaz autour d'un trou noir. »
Au cœur des mystérieux petits points rouges
La découverte apporte un éclairage sur une classe de galaxies récemment identifiées par le James Webb : les « Little Red Dots ». Très compactes, étonnamment brillantes et, comme leur nom l'indique, de couleur rouge, elles n'existaient que dans le premier milliard et demi d'années de l'Univers.
Leur éclat intense laissait les astronomes perplexes. La présence d'un trou noir supermassif actif au centre de Capers-LRD-z9 fournit une explication plausible. Ce n'est pas une surabondance d'étoiles qui fait briller la galaxie, mais bien le trou noir lui-même, qui chauffe et compresse la matière qu'il engloutit.
La couleur rouge pourrait provenir d'un épais nuage de gaz et de poussière entourant le trou noir qui filtre la lumière.
Un géant né trop tôt ?
Le trou noir est estimé à 300 millions de fois la masse de notre Soleil, et près de la moitié de la masse de toutes les étoiles de sa galaxie. À titre de comparaison, il est environ 10 fois plus massif que le trou noir au centre de notre propre Voie lactée.
Comment un objet aussi énorme a-t-il pu se former si rapidement après le Big Bang ? De l'université du Texas et ayant dirigé l'étude, Anthony Taylor déclare : « Cela ajoute aux preuves croissantes que les premiers trous noirs ont grandi beaucoup plus vite que nous ne le pensions possible. Ou alors, ils ont commencé en étant bien plus massifs que nos modèles ne le prédisent. »