MacroCosmos mai-juin 2021

18 MAI-JUIN 2021 ASTRO PUBLISHING La quantité de rayonne- ment électromagnétique émis par les quasars est énorme, avec les exemples les plus massifs dépassant facilement des galaxies en- tières. Maintenant, une équipe internationale d’as- tronomes a annoncé la découverte de J0313-1806, le quasar le plus éloigné connu à ce jour. « Les qua- sars les plus éloignés sont essentiels pour compren- dre comment les premiers trous noirs se sont formés et pour comprendre la ré-ionisation cosmique, la dernière transition de phase majeure de notre univers » , a dé- claré Xiaohui Fan, co-auteur de l’étude et professeur d’astronomie à l’Université d’Arizona. J0313-1806 était vu comme il y a plus de 13 milliards d’années. Étant le quasar le plus éloigné est aussi le plus ancien : il s’est formé seule- ment environ 670 millions d’années après le Big Bang. Le nouveau quasar est plus de dix mille milliards de fois plus lumineux que notre Soleil, ce qui signifie qu’il déverse mille fois plus d’énergie dans l’espace que l’ensemble de la Voie Lactée. La source de la puis- sance de ce quasar est un trou noir supermassif étant 1,6 milliards de fois plus massif que le Soleil, le pre- mier trou noir actuellement connu dans l’univers. La présence d’un trou noir aussi massif si tôt dans l’histoire de l’uni- vers remet en question les théories de la formation des trous noirs, car les astronomes doivent expliquer comment il est né alors qu’il en avait à peine le temps. Feige Wang, chercheur Hubble de la NASA à l’Université de l’Arizona et auteur principal du document de re- cherche, explique : « Les trous noirs créés par les toutes premières étoiles massives n’auraient pas pu devenir aussi gros en quelques cen- taines de millions d’années » . Les observations qui ont conduit à cette découverte ont été faites à l’aide de divers télescopes, parmi lesquels trois structures NOIRLab de la National Science Foundation : le télescope Víctor M. Blanco de 4 mè- tres au Cerro Tololo Inter-American Observatory, Gemini South et Ge- mini North. Les données du téles- cope Blanco, prises dans le cadre des DESI Legacy Imaging Surveys, qui sont fournies à la communauté astronomique par Astro Data Lab, au Community Science and Data Center (CSDC) de NOIRLab, ont contribué à la première identifica- tion de J0313-1806, tandis que les observations de Gemini South ont été utilisées pour confirmer la na- ture du quasar. Des spectres de haute qualité provenant de deux observatoires de Maunakea à Ha- wai’i, Gemini North et W.M. Keck Observatory, ont été utilisés pour mesurer la masse du trou noir su- permassif central. « Les quasars les plus éloignés et les premiers trous noirs sont des marqueurs impor- tants dans l’histoire de l’univers » , a déclaré le directeur du programme Martin Still, de la National Science Foundation. « Les chercheurs ont combiné plu- sieurs installations NOIRLab de la NSF pour faire cette découverte. » En plus de pe- ser le trou noir monstrueux, les observations de Gemini North et du Keck ont révé- lé un écoulement extrême- ment rapide venant du qua- sar, sous la forme d’un vent à grande vitesse, voyageant à 20 % de la vitesse de la lu- mière. « L’énergie libérée par un flux sortant à une vi- tesse aussi élevée est suffi- samment importante pour avoir un impact sur la forma- tion d’étoiles dans toute la galaxie hôte » , a déclaré Jinyi Yang, sta- giaire postdoctoral Peter A. Stritt- matter de l’Observatoire Steward de l’Université de l’Arizona. Il s’agit du premier exemple connu de qua- sar sculptant la croissance de sa galaxie hôte, faisant de J0313-1806 une cible prometteuse pour de fu- tures observations. La galaxie hébergeant J0313-1806 subit une poussée de formation d’étoiles, produisant de nouvelles étoiles 200 fois plus rapidement que la Voie Lactée. La combinaison de cette formation d’étoiles in- tense, du quasar brillant et de l’écoulement à grande vitesse fait de J0313-1806 et de sa galaxie hôte un laboratoire naturel prometteur pour comprendre la croissance des trous noirs supermassifs et de leurs galaxies hôtes dans l’univers primi- tif. « Ce serait une excellente cible pour enquêter sur la formation des premiers trous noirs supermassifs » , a conclu Feige Wang. « Nous espé- rons également en savoir plus sur l’effet de l’écoulement des quasars sur leur galaxie hôte, ainsi que pour apprendre comment les galaxies les plus massives du premier univers se sont formées. » ! V oici l'épisode 17 de CosmoView pour le communiqué de presse noirlab2102 : le premier trou noir et quasar supermassifs de l’univers. [Images and Videos: NOIRLab/ NSF/AURA/J. da Silva, ESO/M.Kornmesser, CTIO/D. Muni- zaga, International Gemini Observatory/Kwon O Chul. Music: Stellardrone - Comet Halley]