Les trous noirs supermassifs du cosmos primitif ont soufflé si fort qu’ils ont emporté leur propre nourriture, ralentissant leur croissance et donnant à leurs galaxies hôtes le temps d’évoluer.
C’est la conclusion nouvelle et inattendue d’un nouvel article publié jeudi dans le journal “The Gazette”. Nature.
Une équipe de chercheurs dirigée par des scientifiques de l’Institut national italien d’astrophysique de Trieste a entrepris d’étudier le gaz entre les galaxies au tout début de l’univers en utilisant le Very Large Telescope Chile de l’Observatoire européen austral. Les chercheurs ont utilisé le télescope pour observer 30 quasars, les centres très brillants de galaxies très lointaines que l’on pense être alimentés par des trous noirs supermassifs, tous existant dans les premiers 500 millions à un milliard d’années de l’univers – une période connue sous le nom de
Les trous noirs produisent des vents – des écoulements de rayonnement et de particules chargées – lorsqu’ils se nourrissent, et la matière qui tombe dans ces trous tourbillonne et se comprime lorsqu’elle descend en spirale. Les chercheurs ont constaté qu’environ la moitié des quasars qu’ils ont observés présentaient des vents plus puissants que les quasars plus jeunes et plus proches dans l’univers, selon Manuela Bischetti, chercheuse postdoctorale à l’Institut national italien d’astrophysique et premier auteur de l’étude.
“Contrairement à ce que nous observons dans l’univers plus proche de nous, nous avons découvert que les vents de trous noirs dans l’univers jeune sont très fréquents, ont des vitesses élevées”, a-t-elle déclaré dans un communiqué, “jusqu’à 17% de la vitesse de la lumière, et injectent de grandes quantités d’énergie dans leur galaxie hôte.”
Ces vents de trous noirs à grande vitesse, et l’énergie qu’ils libèrent dans les galaxies hôtes des trous noirs supermassifs de l’univers primitif, pourraient être la clé pour comprendre comment ces trous noirs cessent de se nourrir suffisamment longtemps pour permettre aux galaxies qui les entourent d’évoluer.
Selon Chiara Feruglio, chercheur à l’Institut national italien d’astrophysique et co-auteur de la nouvelle étude, les observations passées ont montré que les trous noirs supermassifs des premiers univers croissent beaucoup plus rapidement que les trous noirs supermassifs plus jeunes et plus proches. Ces trous noirs distants croissent en fait plus vite que leurs galaxies hôtes.
“Alors que dans l’univers local, nous savons que les trous noirs et les galaxies coévoluent”, a déclaré le Dr Feruglio. “Cela implique qu’un mécanisme a dû agir à un moment donné dans l’Univers, ralentissant la croissance des trous noirs”.
Les vents rapides et hautement énergétiques des trous noirs observés par l’équipe de recherche pourraient être ce mécanisme. Ils estiment dans leur article que les vents des trous noirs supermassifs de l’univers primitif injectaient dans leurs galaxies hôtes 20 fois plus d’énergie que les trous noirs de l’univers local, et supposent que ce transfert d’énergie a ralenti le flux de matière dans les trous noirs, ralentissant ainsi leur croissance.
“Cela a un impact énorme sur notre connaissance des phases initiales de croissance des trous noirs et de leurs galaxies hôtes”, a déclaré le Dr Bischetti dans un communiqué, “établissant de fortes contraintes sur les modèles qui décrivent la formation des premières galaxies.”
Comprendre comment les trous noirs supermassifs et les premières galaxies ont trouvé un équilibre est important, au-delà de ce que cela révèle aux astronomes intéressés par les débuts de l’univers. Comme les astronomes pensent que les vents provenant des trous noirs supermassifs au centre des galaxies pourraient influencer le développement des étoiles et des systèmes stellaires dans ces galaxies, comprendre comment les trous noirs et les galaxies évoluent ensemble est crucial pour comprendre comment des planètes comme la Terre, et la vie, ont eu la chance de se développer.
