Le télescope spatial James Webb a donné aux scientifiques une vue sans précédent d’un trou noir lointain, en scrutant à travers des couches de poussière pour retracer la structure et la composition de la matière tourbillonnant autour de l’objet massif.
Le télescope Webb a récemment entraîné son spectromètre dans le proche infrarouge, ou instrument NIRSpec, sur le trou noir supermassif situé au cœur de la galaxie la plus élevée visible sur l’image du quintette de Stephan, l’une des cinq premières images Webb en couleur publiées par la Nasa et les agences collaboratrices le 12 juillet. L’image montre cinq galaxies apparemment proches les unes des autres, bien que la cinquième soit en réalité beaucoup plus proche de la Terre.
Les spectromètres décomposent la lumière en ses longueurs d’onde constitutives, et comme différents éléments absorbent la lumière à des longueurs d’onde connues, le spectre qui en résulte permet aux scientifiques de déterminer la composition chimique de la matière qui émet la lumière, ou à travers laquelle elle passe. Et comme NIRSpec est un spectromètre infrarouge, il a été en mesure de recueillir un spectre de l’étoile noire supermassive bien qu’elle soit enveloppée de poussière stellaire.
Le résultat, comme l’Agence spatiale européenne l’a expliqué dans une illustration et une série de messages sur Twitter, est que Webb a vu le trou noir supermassif dans des longueurs d’onde jamais observées auparavant, et correspondant à de l’hydrogène atomique, de l’hydrogène moléculaire, ou deux atomes d’hydrogène liés ensemble, et des ions de fer chargés électriquement dans le gaz entourant le trou noir.
Illustration de la composition chimique et de la structure d’un trou noir supermassif rendue possible par l’instrument de spectrométrie dans le proche infrarouge des télescopes spatiaux James Webb.
(ESA)
L’analyse de ces éléments par NIRSpec a permis aux scientifiques de cartographier la structure du gaz qui s’écoule dans le trou noir pour être consommé, ainsi que les flux sortants, c’est-à-dire le gaz rejeté par les puissants jets de rayonnement générés par la compression intense du gaz et de la poussière tourbillonnant autour du trou noir.
NIRSpec est un instrument puissant qui permet de comprendre les constituants chimiques et les structures des objets lointains. Les scientifiques l’utiliseront pour étudier non seulement les trous noirs, mais aussi les étoiles, les galaxies et les planètes. Un spectre de l’exoplanète Wasp-96b pris avec NIRSpec, une autre des cinq premières images WEbb rendues publiques.
NIRSpec a été construit par un ensemble d’entreprises européennes pour le compte de l’ESA, l’Agence spatiale européenne étant l’une des trois agences partenaires ayant construit le télescope Webb, qui comprend également la Nasa et l’Agence spatiale canadienne. Après plus de 20 ans de développement, 10 milliards de dollars et des mois de déploiement et d’étalonnage, le Webb fait maintenant de la science presque en permanence, de sorte que le rythme des nouvelles découvertes et des nouvelles images sera probablement plus rapide que tout ce qui a été vu auparavant.
