Le bel au bois dormant cosmique ? Ce trou noir supermassif endormi est le plus lointain jamais « pesé », sa découverte n’est pas anodine
Comment observer ce que l’on ne voit pas ? Demandez au télescope spatial James Webb : il a réussi à étudier un trou noir supermassif invisible – car endormi – et à en faire le titan cosmique le plus lointain jamais « pesé ». Bon, il faut dire que les chercheurs ont eu droit à un coup de chance cosmique. Mais reste que cette découverte enrichit notre connaissance sur l’évolution des trous noirs supermassifs et leur rôle dans le ballet galactique.
Les trous noirs sont des objets cosmiques captivants, et leur insaisissabilité contribue à cette fascination. Pour les étudier, la meilleure méthode reste d’observer les Noyaux Galactiques Actifs (AGN), ces régions centrales des galaxies qui brillent de mille feux lorsqu’un trou noir supermassif actif y exerce des forces gravitationnelles.
Cependant, cette seule solution ne suffit pas à établir le recensement des trous noirs supermassifs et donc à étudier de manière exhaustive l’évolution de ces monstres cosmiques et du rôle qu’ils jouent eux-mêmes dans l’évolution des galaxies.
Mais le télescope spatial James Webb (JWST) a permis de réaliser un double exploit, récemment relayé dans la revue Science. Non seulement il est parvenu à détecter un trou noir supermassif « endormi » – et donc invisible –, mais ce fameux trou noir niché au cœur de la galaxie MRG-M0138 est surtout le plus lointain jamais « pesé ».
Une « loupe cosmique » pour débusquer un titan cosmique indétectable et approfondir notre connaissance de l’Univers
Cette découverte est un véritable concours de circonstances puisque, au départ, tout était réuni pour que ce trou noir ne puisse jamais être débusqué. Ce dernier est « dormant » habite dans une galaxie, MRG-M0138, située à environ 10 milliards d’années-lumière.
Pour le détecter et mesurer sa masse phénoménale équivalente à 6 milliards de soleils, l’équipe de chercheurs à l’origine de cet exploit a utilisé une méthode appelée dynamique stellaire : c’est-à-dire qu’elle a suivi le mouvement des étoiles au cœur de MRG-M0138. C’est la première fois que cette méthode porte ses fruits pour mesurer la masse d’un trou noir supermassif « endormi » aussi lointain.
Mais la mettre en place n’a pas été une mince affaire, il a même fallu un coup de pouce de l’Univers : un phénomène de lentille gravitationnelle – qui a déjà permis de débusquer de minuscules galaxies dont la découverte pourrait forcer les scientifiques à réécrire l’histoire de la formation de l’Univers. Pour résumer, une galaxie se trouve pile sur la trajectoire entre MRG-M0138 et la Terre. Par effet de « loupe cosmique », MRG-M0138 est donc devenue observable par le JWST.
La distance de MRG-M0138 par rapport à la Terre s’est donc transformée en atout : elle permet d’observer le trou noir supermassif en son cœur tel qu’il était lorsque l’Univers était encore relativement jeune – 4 milliards d’années environ. Cette découverte n’est donc pas anodine. Elle permet aux astronomes de mieux comprendre l’évolution des trous noirs, mais également de déduire leur rôle dans celle des galaxies.
Comme le souligne Space.com, les scientifiques se sont aperçus que MRG-M0138 était elle-même dormante – c’est-à-dire qu’elle ne produit plus d’étoiles. Selon eux, cet état de fait serait dû à la voracité passée du trou noir supermassif en son cœur – qui aurait alors été un quasar flamboyant au cœur de son AGN. Cette frénésie alimentaire aurait vidé la galaxie de la matière indispensable à la naissance stellaire, conduisant le trou noir à s’endormir à son tour.
