Les astronomes ont découvert un trou noir Jet qui a éclaté en existé lorsque l’univers avait moins de 1,2 milliard d’années, soit environ 9% son âge actuel. Le jet s’étend sur 200 000 années-lumière – deux fois la largeur de la Voie lactée – ce qui en fait le plus grand jet de trou noir jamais observé à partir d’une époque aussi précoce.
Des décennies d’observations ont révélé que des trous noirs qui se cachent dans les centres des galaxies accrétent le gaz et la poussière à proximité dans un disque tourbillonnant. Au fur et à mesure que ce matériau tombe, il libère d’immenses quantités d’énergie due à la friction, entraînant ainsi les trous noirs pour expulser une partie du matériau en tant que jets puissants. Bien que les radiotélescopes aient trouvé des centaines de ces jets – Même les grands – Aucun n’a été repéré dans l’univers éloigné et précoce.
« Cette découverte montre désormais que ces jets existent et nous pouvons les détecter », a déclaré à Live Science, Anniek Gloudemans, chercheur postdoctoral de la National Science Foundation qui a dirigé la découverte. En plus d’aider les astronomes à épingler lorsque les premiers jets de trous noirs se sont formés dans l’univers, la découverte les aide à comprendre comment les jets ont influencé l’évolution précoce de leurs galaxies hôtes, a-t-elle ajouté.
« Nous avons été étonnés, mais aussi sceptiques »
Le jet nouvellement découvert explose des deux côtés d’un trou noir alimentant activement – un quasar nommé J1601 + 3102, qui a 450 millions de fois la masse de le soleil et réside au cœur d’une galaxie d’environ 10 à 13 milliards d’années-lumière de la Terre.
Le quasar était découvert en 2022 par un réseau d’antennes radio aux Pays-Bas qui font partie du tableau basse fréquence (LOFAR). Cette découverte, également dirigée par Gloudemans, avait révélé que ce quasar surpasse complètement sa galaxie hôte – à tel point qu’elle s’est démarquée comme la plus brillante parmi près de deux douzaines de ses homologues interrogés par Lofar.
Cela a attiré l’attention de Gloudemans, ce qui lui a poussé ainsi que ses collègues à mener des observations de suivi. Cette fois, les chercheurs ont utilisé toutes les 51 antennes de Lofar à travers l’Europe, créant efficacement un radiotélescope de la taille d’un continent qui a amélioré le niveau de détail de 20 fois par rapport aux observations précédentes. L’image résultante du jet de trou noir a été cruciale pour confirmer sa taille, selon la nouvelle étude, qui a été publiée le 6 février Les lettres de journal astrrophysique.
Surtout, cette image a révélé un lobe nord du jet situé à 29 358 années-lumière du Quasar, ainsi qu’une goutte sud qui semblait s’étendre sur 186 954 années-lumière. Un examen plus approfondi a confirmé que le blob du Sud appartenait en effet au quasar, conduisant les Gloudemans et ses collègues pour l’interpréter comme le contre-jet, et donc le plus grand jet observé dans l’univers précoce.
« Nous avons été étonnés, mais aussi sceptiques, nous nous sommes donc assurés d’assembler toutes les preuves avant de publier ce travail », a déclaré Gloudemans à Live Science.
Une lueur extrême
Bien qu’ils ne soient pas rares dans l’univers voisin, de tels gros jets sont restés non détectés dans l’univers précoce parce que le rayonnement est resté du Big bangconnu sous le nom de fond micro-ondes cosmique, était plus intense au cours des époques antérieures, lorsque l’univers était plus petit et plus dense. Les interactions entre ce rayonnement restant et les jets de trou noir font que les jets – comme celui nouvellement découvert – s’affaiblissent aux longueurs d’onde radio, ce qui rend leurs émissions diminuées difficiles à détecter dans les observations du télescope.
« C’est seulement parce que cet objet est si extrême que nous pouvons l’observer de la Terre, même s’il est vraiment loin », a déclaré Gloudemans dans un déclaration. Malgré les propriétés extrêmes du jet, les données de l’observatoire des Gémeaux à Hawaï montrent que le trou noir responsable du cours d’eau est relativement léger par rapport aux autres quasars de l’univers précoce, qui ont généralement des milliards de fois la masse du soleil.
Cette découverte suggère que les jets les plus puissants ne sont pas nécessairement créés à partir de trous noirs exceptionnellement massifs, ou à partir de trous noirs qui accrétent fortement du matériel près de la limite théorique, a déclaré Gloudemans à Live Science.
« Nous nous attendions à ce que ce jet nouvellement découvert organise un trou noir extraordinaire, mais ce n’était pas le cas », a-t-elle déclaré. De plus de ces jets étendus doivent être découverts dans le premier univers pour que les astronomes comprennent à quel point ils étaient communs, a-t-elle dit: « Mais ce travail suggère au moins qu’un trou noir n’a pas besoin d’avoir une masse exceptionnelle pour générer un tel jet à cette époque. «
L’immense énergie libérée par les jets de trous noirs peut modifier l’évolution des galaxies à travers plusieurs mécanismes interconnectés qui régulent la quantité de matériau disponible pour la formation d’étoiles. Par conséquent, J1601 + 3102 sera un précieux laboratoire cosmique pour étudier comment les jets influencent les galaxies dans l’univers précoce.
Les observations futures devraient révéler des jets radio plus étendus dans l’univers précoce, selon Gloudemans. « Il y a certainement plus de ces jets radio étendus », a-t-elle déclaré.
