L’évolution des trous noirs supermassifs et celle des galaxies semblent intrinsèquement liées. Les modèles numériques utilisés pour comprendre cette évolution prédisaient l’existence tôt dans l’histoire des galaxies d’une sorte de chaînon entre les premières galaxies dites à flambée d’étoiles et les quasars, ces noyaux actifs de galaxies prodigieusement lumineux. Une équipe d’astrophysiciens vient d’en débusquer pour la première fois un exemple dans les archives des observations du télescope Hubble.

Il n’y a plus de doute aujourd’hui qu’au cœur des grandes galaxies se trouve un objet compact contenant d’un million à plusieurs milliards de masses solaires. Tout indique qu’il s’agit de trous noirs de Kerr en rotation, même si on peut encore en douter un peu par prudence. On constate aussi qu’il y a une relation de proportionnalité entre la masse de ces trous noirs supermassifs et la masse de la galaxie qui l’héberge de sorte que les deux astres doivent évoluer ensemble et que l’on ne peut donc pas comprendre l’évolution de l’un sans l’autre.

On ne sait pas très bien comment sont apparus les germes des trous noirs supermassifs, cependant on pense comprendre certains aspects de leur croissance et, selon le paradigme aujourd’hui dominant qui explique aussi celle des galaxies, c’est essentiellement en accrétant de l’hydrogène et de l’hélium du Big Bang canalisés par des filaments de matière noire froide.

On a cherché à modéliser cette croissance des trous noirs supermassifs grâce à des simulations numériques nourries comme il se doit des observations et conduisant à des prédictions testables. Parmi celles qui émergent de l’implémentation des algorithmes sur les ordinateurs de la noosphère, il y a celles indiquant qu’au début de leur histoire — quand les galaxies sont le lieu de flambées d’étoiles importantes moins d’un milliard d’années après le Big Bang notamment et que d’importantes quantités de poussières sont déjà produites par ces étoiles –, les trous noirs supermassifs devaient être fortement entourés de poussière bloquant largement les émissions de rayonnement issues de l’échauffement du gaz tombant vers ces astres compacts.

Ce n’est qu’un peu plus tard qu’une partie de ce cocon va disparaitre largement, laissant la structure avec un tore de poussière entourant un disque d’accrétion qui, lorsqu’il est suffisamment alimenté en matière produit un quasar dont le rayonnement n’est plus largement obscurci par le cocon de poussière.

Hubble et les strates de lumière de l’histoire des galaxies et des trous noirs supermassifs
Il devait donc exister un chaînon de transition entre des galaxies observées quelques centaines de millions d’années après le Big Bang et se comportant comme des galaxies à flambée d’étoiles particulières, des starburst galaxies, comme on dit en anglais, et les quasars plus classiques que l’on observe un peu plus tard dans l’histoire du cosmos observable.

Toutes ces étapes produisent des spectres d’émissions bien spécifiques selon les simulations, des spectres que l’on peut donc essayer de détecter associés à des galaxies très anciennes.

À nouveau, il semble bien que le télescope Hubble a damé le pion au télescope James-Webb en permettant de découvrir pour la première fois un de ces chaînons. Il se nomme GNz7q et les astrophysiciens ont découvert son existence en continuant d’analyser des données collectées par Hubble il y a un moment déjà dans le cadre du Great Observatories Origins Deep Survey (Goods, soit en français, Relevé profond des origines par les Grands Observatoires).

Il s’agit d’un relevé astronomique qui combine les observations de trois « grands observatoires » de la Nasa, à savoir le télescope spatial Hubble, le télescope spatial Spitzer et le télescope spatial X Chandra pour l’essentiel. L’objectif de Goods était déjà il y a une décennie de permettre d’étudier la formation et l’évolution des galaxies de l’Univers lointain, c’est-à-dire primordial.

Source : https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/trou-noir-supermassif-hubble-revele-enfin-chainon-manquant-croissance-trous-noirs-supermassifs-97942/