Des astronomes ont identifié le plus ancien couple rapproché de quasars connu, deux trous noirs supermassifs en activité observés tels qu’ils étaient environ 900 millions d’années après le Big Bang. L’équipe internationale dirigée par Silvia Onorato, du laboratoire américain NOIRLab, a présenté cette semaine ses résultats dans The Astrophysical Journal Letters. Le système J1602+4228AB met à l’épreuve les modèles de croissance rapide des trous noirs dans l’Univers jeune.
Un quasar est le centre extrêmement lumineux d’une galaxie, alimenté par la matière qui tombe vers un trou noir. Des rencontres entre galaxies pourraient nourrir deux quasars à la fois, mais ces couples sont difficiles à repérer à l’aube cosmique. Leur phase active est limitée, ils sont très faibles à une telle distance et deux sources proches peuvent se confondre. Selon les chercheurs, il s’agit seulement du troisième couple connu de cette époque et du plus rapproché découvert aussi tôt.
Les masses des deux trous noirs sont estimées à environ 1,5 milliard et 400 millions de fois celle du Soleil. Ils seraient séparés d’environ 18 100 années-lumière, soit près d’un cinquième du diamètre de la Voie lactée. Ces chiffres sont des estimations portant sur des objets vus dans un passé très lointain. Selon Onorato, aucune explication théorique définitive ne montre comment même un seul trou noir, et encore moins deux, a pu atteindre une telle masse durant le premier milliard d’années de l’Univers.
Le compagnon a d’abord été repéré lors de l’examen visuel des données du relevé Aether obtenues par le télescope spatial James Webb. Ce relevé a étudié quelque 200 quasars anciens avec son spectrographe proche infrarouge. Des observations complémentaires réalisées avec Gemini North, sur le Maunakea à Hawaï, ont distingué les deux sources. Une spectroscopie supplémentaire a précisé leurs caractéristiques; un ciel exceptionnellement dégagé a facilité la détection de la source la plus faible.
Les auteurs proposent que le couple signale une région primitive particulièrement dense, où les interactions galactiques auraient fourni de la matière à la formation d’étoiles et à la croissance rapide des trous noirs. Cette hypothèse ne constitue pas encore une histoire établie du système. D’autres observations et modèles seront nécessaires pour la vérifier. Le nom hawaïen Nāpōwawāʻenakaulua lui a été attribué dans le cadre d’un programme communautaire de dénomination à Hawaï.
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