Des trous noirs gloutons aux premiers temps de l'univers

Dans l’univers primitif, pendant le premier milliard d’années après le Big Bang, les trous noirs actifs au centre de galaxies, appelées quasars, auraient grossi très vite, selon des travaux publiés mercredi par la revue scientifique Nature.

Un jeune trou noir - credit: NASA

« Les quasars sont un stade très précoce des galaxies, des sortes de bébés galaxies », explique Marianne Vestergaard, astrophysicienne à l’Université d’Arizona (Etats-Unis) et à l’Institut Niels Bohr de l’université de Copenhague.

« La plupart des galaxies ont un trou noir plus massif qu’un million de soleils, mais les quasars sont différents. Leur trou noir est actif et grossit », absorbant le gaz et la poussière qui s’accumulent autour du trou, sous l’effet de la gravité, ajoute-t-elle, selon un communiqué de l’université de Copenhague.

Ces gaz et poussières attendant d’être engloutis par le trou noir forment un « disque d’accrétion », repérable grâce aux rayonnements plus ou moins énergétiques (des rayons X à l’infrarouge) émis par le tourbillon de matière à haute température, dont la vitesse augmente à l’approche du trou noir.

Linhua Jiang (Université d’Arizona) et ses collègues ont remarqué deux quasars semblant dépourvus de disque de poussières, après avoir observé les images infrarouges de 21 quasars très lointains, remontant à l’époque où l’univers n’avait que 800 millions d’années. Cela signifie que leur lumière a mis près de 13 milliards d’années pour nous parvenir, selon le modèle actuel du Big Bang.

Ces quasars sans disque de poussières appartiendraient, disent les chercheurs, à une première génération de quasars, nés dans un univers où il y avait peu de poussières et ils seraient trop jeunes pour en avoir accumulé suffisamment autour d’eux.

Les deux quasars sans disque de poussières, qui sont les plus petits (de 200 à 300 millions de masses solaires) des 21 quasars lointains étudiés, dévoreraient à grande vitesse gaz et poussières alentour, sans leur laisser le temps de s’accumuler.

Avec ces quasars en croissance rapide, « il est possible que nous ayons découvert les jeunes systèmes de galaxies que nous cherchions depuis longtemps », explique Mme Vestergaard, jugeant « fantastique » d’être le témoin de la croissance des premiers trous noirs.