5 Décembre 2017 – Trouvé : Le trou noir supermassif le plus éloigné jamais observé

Super gros trou noir du premier univers le plus éloigné jamais trouvéTrouvé : le trou noir le plus éloignéLes scientifiques ont découvert une relique rare de l’univers primitif : le trou noir supermassif le plus éloigné connu. Cette bête mangeuse de matière fait 800 millions de fois la masse de notre Soleil, ce qui est étonnamment grand pour son jeune âge. Les chercheurs rapportent la découverte dans la revue Nature.  « Ce trou noir est devenu bien plus grand que prévu en seulement 690 millions d’années après le Big Bang, ce qui remet en question nos théories sur la formation des trous noirs », a déclaré le co-auteur de l’étude Daniel Stern du Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, en Californie. Les astronomes ont combiné les données de Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) de la NASA avec des relevés au sol pour identifier les objets distants potentiels à étudier, puis ont suivi avec les télescopes Magellan des observatoires Carnegie au Chili. L’astronome de Carnegie Eduardo Bañados a dirigé l’effort d’identification des candidats parmi les centaines de millions d’objets trouvés par WISE qui mériteraient un suivi avec Magellan.  Pour que les trous noirs deviennent si grands dans l’univers primitif, les astronomes supposent qu’il doit y avoir eu des conditions spéciales pour permettre une croissance rapide – mais la raison sous-jacente reste mystérieuse.Le trou noir nouvellement découvert dévore voracement la matière au centre d’une galaxie – un phénomène appelé quasar. Ce quasar est particulièrement intéressant car il vient d’une époque où l’univers commençait à peine à sortir de son âge sombre. La découverte fournira des informations fondamentales sur l’univers alors qu’il n’avait que 5% de son âge actuel.   « Les quasars sont parmi les objets célestes connus les plus brillants et les plus éloignés et sont cruciaux pour comprendre l’univers primitif », a déclaré le co-auteur Bram Venemans de l’Institut Max Planck d’astronomie en Allemagne.  L’univers a commencé dans une soupe chaude de particules qui se sont rapidement dispersées au cours d’une période appelée inflation. Environ 400 000 ans après le Big Bang, ces particules se sont refroidies et ont fusionné en gaz hydrogène neutre. Mais l’univers est resté sombre, sans aucune source lumineuse, jusqu’à ce que la gravité condense la matière dans les premières étoiles et galaxies. L’énergie libérée par ces anciennes galaxies a provoqué l’excitation et l’ionisation de l’hydrogène neutre, ou la perte d’un électron. Le gaz est resté dans cet état depuis ce temps. Une fois l’univers réionisé, les photons pouvaient voyager librement dans l’espace. C’est à ce moment que l’univers est devenu transparent à la lumière.Une grande partie de l’hydrogène entourant le quasar nouvellement découvert est neutre. Cela signifie que le quasar n’est pas seulement le plus éloigné – c’est aussi le seul exemple que nous ayons qui puisse être vu avant que l’univers ne soit réionisé. « C’était la dernière transition majeure de l’univers et l’une des frontières actuelles de l’astrophysique », a déclaré Bañados. La distance du quasar est déterminée par ce qu’on appelle son décalage vers le rouge, une mesure de l’allongement de la longueur d’onde de sa lumière par l’expansion de l’univers avant d’atteindre la Terre. Plus le décalage vers le rouge est élevé, plus la distance est grande et plus les astronomes regardent loin dans le temps lorsqu’ils observent l’objet. Ce quasar nouvellement découvert a un décalage vers le rouge de 7,54, basé sur la détection des émissions de carbone ionisé de la galaxie qui héberge le trou noir massif. Cela signifie qu’il a fallu plus de 13 milliards d’années pour que la lumière du quasar nous parvienne.Les scientifiques prédisent que le ciel contient entre 20 et 100 quasars aussi brillants et aussi distants que ce quasar. Les astronomes attendent avec impatience la mission Euclid de l’Agence spatiale européenne, qui bénéficie d’une participation importante de la NASA, et la mission WFIRST (Wide-field Infrared Survey Telescope) de la NASA, pour trouver davantage d’objets aussi éloignés. « Avec plusieurs installations de nouvelle génération, encore plus sensibles, actuellement en construction, nous pouvons nous attendre à de nombreuses découvertes passionnantes dans l’univers tout jeune dans les années à venir », a déclaré Stern.

Trouvé : Le trou noir supermassif le plus éloigné jamais observé Trou noir découvert seulement 690 millions d’années après le Big Bang

Une équipe d’astronomes dirigée par Eduardo Bañados de Carnegie a utilisé les télescopes Magellan de Carnegie pour découvrir le trou noir supermassif le plus éloigné jamais observé. Il réside dans un quasar lumineux et sa lumière nous parvient alors que l’univers n’avait que 5 % de son âge actuel, soit 690 millions d’années seulement après le Big Bang. Leurs découvertes sont publiées par Nature.  Les quasars sont des objets extrêmement brillants composés d’énormes trous noirs accrétant de la matière au centre de galaxies massives. Ce trou noir récemment découvert a une masse qui est de 800 millions de fois la masse de notre Soleil.  « Rassembler toute cette masse en moins de 690 millions d’années est un énorme défi pour les théories de la croissance des trous noirs supermassifs », a expliqué Bañados.  Pour développer des trous noirs aussi gros si peu de temps après le Big Bang, les astronomes ont émis l’hypothèse que le tout premier univers aurait pu avoir des conditions permettant la création de très grands trous noirs avec des masses atteignant 100 000 fois la masse du Soleil. Ceci est très différent des trous noirs qui se forment dans l’univers actuel, qui dépassent rarement quelques dizaines de masses solaires.  Bram Venemans de l’Institut Max Planck d’astronomie en Allemagne a ajouté : « Les quasars sont parmi les objets célestes connus les plus brillants et les plus lointains et sont cruciaux pour comprendre l’univers primitif. »Le quasar de Bañados est particulièrement intéressant, car il date de l’époque connue sous le nom d’époque de réionisation, lorsque l’univers est sorti de son âge sombre. Le Big Bang a créé l’univers sous la forme d’une soupe chaude et trouble de particules extrêmement énergétiques qui se développait rapidement. En se dilatant, il se refroidit. Environ 400 000 ans plus tard (très rapidement à l’échelle cosmique), ces particules se sont refroidies et ont fusionné en gaz hydrogène neutre. L’univers est resté sombre, sans aucune source lumineuse, jusqu’à ce que la gravité condense la matière dans les premières étoiles et galaxies. L’énergie libérée par ces anciennes galaxies a provoqué l’excitation et l’ionisation ou la perte d’un électron de l’hydrogène neutre éparpillé dans l’univers, un état dans lequel le gaz est resté depuis ce temps. Une fois l’univers réionisé, les photons pouvaient voyager librement dans l’espace, ainsi l’univers est devenu transparent à la lumière.  L’analyse du quasar nouvellement découvert montre qu’une grande partie de l’hydrogène dans son environnement immédiat est neutre, ce qui indique que les astronomes ont identifié une source à l’époque de la réionisation, avant qu’un nombre suffisant des premières étoiles et galaxies se soient pleinement réactivées. ioniser l’univers.  « C’était la dernière transition majeure de l’univers et l’une des frontières actuelles de l’astrophysique », a déclaré Bañados.La distance du quasar est déterminée par ce qu’on appelle son décalage vers le rouge, qui est une mesure de l’allongement de la longueur d’onde de sa lumière par l’expansion de l’univers avant d’atteindre la Terre. Plus le décalage vers le rouge est élevé, plus la distance est grande et plus les astronomes regardent loin dans le temps lorsqu’ils observent l’objet. Ce quasar nouvellement découvert a un décalage vers le rouge de 7,54, basé sur la détection des émissions de carbone ionisé de la galaxie qui héberge le trou noir massif. Il a fallu plus de 13 milliards d’années pour que la lumière du quasar nous parvienne. La caractérisation de la galaxie hôte du quasar a été réalisée avec les interféromètres IRAM/NOEMA et JVLA et les résultats sont rapportés dans un article complémentaire publié dans The Astrophysical Journal Lettres dirigé par Bram Venemans.  « Cette grande distance rend ces objets extrêmement faibles lorsqu’ils sont vus de la Terre. Les premiers quasars sont également très rares dans le ciel. Un seul quasar était connu pour exister à un décalage vers le rouge supérieur à sept auparavant, malgré des recherches approfondies », a déclaré Xiaohui Fan de l’Observatoire Steward de l’Université d’ Arizona.  Entre 20 et 100 quasars aussi brillants et aussi distants que le quasar découvert par Bañados et son équipe devraient exister dans tout le ciel, il s’agit donc d’une découverte majeure qui fournira des informations fondamentales sur le jeune univers, alors qu’il n’était que de 5 % son âge actuel.« Il s’agit d’une découverte très excitante, découverte en parcourant la nouvelle génération de relevés sensibles et étendus que les astronomes mènent à l’aide du Wide-field Infrared Survey Explorer de la NASA en orbite et de télescopes au sol au Chili et à Hawaï », a déclaré Daniel Stern de la NASA. Laboratoire de propulsion à réaction à Pasadena. « Avec plusieurs installations de nouvelle génération, encore plus sensibles, actuellement en construction, nous pouvons nous attendre à de nombreuses découvertes passionnantes dans l’univers tout jeune dans les années à venir. »  L’équipe a utilisé deux instruments de télescope Magellan pour observer le trou noir supermassif : FIRE, qui a fait la découverte, et Fourstar, qui a été utilisé pour des images supplémentaires.  « Cette découverte importante – ainsi que la détection de galaxies lointaines – élucide les conditions de l’univers à l’époque de la réionisation. En attendant la construction de la nouvelle génération de télescopes géants, comme le GMT, des télescopes comme le Les Magellans de l’observatoire de Las Campanas au Chili continueront de jouer un rôle crucial dans l’étude de l’univers primitif », a ajouté le directeur de Las Campanas, Leopoldo Infante.  Ce travail est basé sur des données recueillies avec le télescope Magellan Baade, le télescope Gemini Nord (programme GN-2017A-DD-4), le Grand Télescope Binoculaire, et l’interféromètre IRAM/NOEMA.Super gros trou noir du premier univers le plus éloigné jamais trouvé

Les astronomes ont découvert un trou noir de grande taille remontant presque à l’aube de la création.  C’est le trou noir le plus éloigné jamais découvert.  Une équipe dirigée par Eduardo Banados des observatoires Carnegie a rapporté mercredi dans la revue Nature que le trou noir se trouve dans un quasar datant de 690 millions d’années du Big Bang. Cela signifie que la lumière de ce quasar parcourt notre chemin depuis plus de 13 milliards d’années.  Banados a déclaré que le quasar fournit une image de bébé unique de l’univers, alors qu’il n’avait que 5% de son âge actuel.  Ce serait comme voir des photos d’un homme de 50 ans alors qu’il avait 2 ans et demi, selon Banados.  « Cette découverte ouvre une nouvelle fenêtre passionnante pour comprendre l’univers primitif », a-t-il déclaré dans un e-mail de Pasadena, en Californie.  Les quasars sont des objets incroyablement brillants au plus profond du cosmos, alimentés par des trous noirs dévorant tout ce qui les entoure. Cela en fait des candidats parfaits pour percer les mystères des premiers temps cosmiques.  Le trou noir de ce quasar le plus récent et le plus éloigné fait 800 millions de fois la masse de notre soleil.Des trous noirs beaucoup plus gros existent, mais aucun n’est si loin – du moins parmi ceux trouvés jusqu’à présent. Ces plus grands trous noirs ont eu plus de temps pour se développer au cœur des galaxies depuis le Big Bang, par rapport au jeune que nous venons d’observer.  « Le nouveau quasar est lui-même l’une des premières galaxies, et pourtant il abrite déjà un trou noir géant aussi massif que d’autres dans l’univers actuel », a déclaré le co-auteur Xiaohui Fan du Steward Observatory de l’Université de l’Arizona dans un communiqué.À l’époque de ce nouveau quasar, l’univers émergeait d’un soi-disant âge sombre. Les étoiles et les galaxies sont apparues pour la première fois et leur rayonnement a ionisé l’hydrogène gazeux environnant pour illuminer le cosmos.  Banados soupçonne qu’il y a plus d’exemples comme celui-ci, entre 20 et 100.  « Le nouveau quasar est si lumineux et évolué que je serais surpris s’il s’agissait du premier quasar jamais formé », a déclaré Banados. « L’univers est énorme et rechercher ces objets très rares, c’est comme chercher l’aiguille dans la botte de foin. »  Un seul autre quasar a été trouvé dans cette catégorie ultra-distante, malgré un balayage approfondi. Ce nouveau quasar bat le précédent détenteur du record d’environ 60 millions d’années.  Toujours à l’affût, les astronomes ne savent pas à quel point ils se rapprocheront du début réel des temps, il y a 13,8 milliards d’années.  Banados et son équipe ont utilisé les télescopes Magellan de Carnegie au Chili, soutenus par des observatoires à Hawaï, dans le sud-ouest américain et dans les Alpes françaises.

https://www.theglobeandmail.com/tchnology/science/super-big-black-hole-from-early-universe-farthest-ever-found/article37233970/

https://www.sciencedaily.com/releases/2017/12/171206132523.htm

https://www.nasa.gov/feature/jpl/found-most-distant-black-hole

https://www.theverge.com/2017/12/6/16738652/quasar-supermassive-black-hole-early-universe-big-bang