Le télescope James Webb découvre un trou noir supermassif caché dans la galaxie « Jekyll et Hyde »

de la NASA Télescope spatial James Webb (JWST) a détecté un trou noir supermassif caché dans une ancienne galaxie « Jekyll et Hyde » qui change d’apparence en fonction de la façon dont vous le regardez.

La galaxie, surnommée Virgile, ressemblait à une galaxie ordinaire en formation d’étoiles lorsqu’elle était observée dans les longueurs d’onde optiques (le genre de lumière que les yeux humains et les télescopes optiques comme Hubble peuvent voir). Cependant, lorsque JWST a observé l’objet en infrarouge via son instrument à infrarouge moyen (MIRI), un monstre trou noir est devenu visible au cœur de la galaxie.

« Virgile a deux personnalités » Georges Riekeun astronome de l’Université de l’Arizona qui a codirigé la découverte, a déclaré dans un communiqué déclaration publié le 10 décembre. « L’UV et l’optique montrent leur ‘bon’ côté – une jeune galaxie typique formant tranquillement des étoiles. Mais lorsque les données MIRI sont ajoutées, Virgil se transforme en l’hôte d’un trou noir supermassif fortement obscur déversant d’immenses quantités d’énergie. »

Rieke et ses collègues ont publié leurs résultats le 17 novembre dans Le journal d’astrophysique. Les résultats suggèrent que certains des objets les plus extrêmes de notre univers pourraient être invisibles à moins d’être observés dans les longueurs d’onde infrarouges.

La lumière met beaucoup de temps à parcourir la galaxie. Ainsi, lorsqu’un télescope puissant comme le JWST observe des objets lointains, il voit les objets tels qu’ils sont apparus dans un passé lointain. En gros, JWST agit comme une machine à voyager dans le temps dans l’univers primitif. Virgile apparaît à JWST tel qu’il existait 800 millions d’années après le Big Bang. (Pour le contexte, on pense que l’univers se situe autour de 13,8 milliards d’années.)

Les chercheurs ont classé Virgile comme un petit point rouge (LRD). C’est le nom donné aux mystérieux objets rouges qui apparaissent dans les observations JWST de l’univers lointain et primitif, et que les astronomes ne comprennent pas entièrement.

Les LRD apparaissent en grand nombre environ 600 millions d’années après le Big Bang, avant de décliner rapidement environ 1,5 milliard d’années après le Big Bang. L’observation de galaxies comme Virgile devrait aider les chercheurs à percer les mystères des LRD, qui ont été liés à nourrir activement les trous noirs supermassifs qui sont fortement obscurcis par la poussière.

Les observations de Virgil du JWST aident également les chercheurs à mieux comprendre comment les trous noirs supermassifs se sont développés au début de l’univers. Celui au centre de Virgile était un soi-disant « surmassif » trou noir — c’est-à-dire un trou noir massif qui ne devrait pas pouvoir exister dans une galaxie hôte de cette taille, selon le communiqué.

Les astronomes pensaient autrefois que les trous noirs au centre des galaxies se développaient au même rythme que leurs hôtes, les galaxies se formant en premier et grandissant au fil du temps à mesure que de grandes quantités de matière fusionnaient en leurs centres. Cependant, les observations du JWST comme celle-ci suggèrent que le contraire pourrait être vrai : vient d’abord le trou noir, puis la galaxie autour d’elle.

« JWST a montré que nos idées sur la formation des trous noirs supermassifs étaient complètement fausses », a déclaré Rieke. « Il semble que les trous noirs devancent les galaxies dans de nombreux cas. C’est la chose la plus excitante dans ce que nous découvrons. »