Un quasar 600 milliards de fois plus brillant que le Soleil

Ces noyaux actifs de galaxies sont composés d'un trou noir supermassif autour duquel gravitent d'énormes quantités de matière.
Dessin d'illustration représentant le quasar J043947.08+163415.7, découvert grâce à de nombreux observatoires terrestres et le télescope spatial Hubble. ESA/Hubble/PA

Une équipe d'astronomes a découvert le plus brillant quasar jamais observé. Baptisé J043947.08+163415.7, cet objet céleste est 600 milliards de fois plus lumineux que notre Soleil, expliquent les scientifiques dans leur étude, publiée dans The Astrophysical Journal Letters. "On ne pense pas trouver beaucoup d'autres quasars plus brillants dans le reste de l'univers observable", a déclaré Xiaohui Fan, professeur d'astronomie à l'université de l'Arizona et principal auteur de l'étude, dans un communiqué de presse.

Les quasars, objets célestes parmi les plus brillants de l'univers, sont constitués de trois éléments principaux. Un trou noir supermassif situé au centre et composant la quasi-totalité de sa masse, un disque d'accrétion formé par la matière absorbé par le trou noir et des jets de gaz expulsés du disque d'accrétion, comme l'illustre la vidéo ci-dessous. Ils sont également appelés noyaux actifs de galaxie (AGN) puisqu'ils se trouvent à l'origine de la formation des galaxies.

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Selon les calculs des astronomes, J043947.08+163415.7 se situe à 12,8 milliards d'années-lumières de la Terre. Les chercheurs ont donc observé le quasar tel qu'il était à l'époque où l'univers - âgé aujourd'hui de 13,75 milliards d'années - avait à peine un milliard d'années. L'intérêt de cette découverte, au-delà de la luminosité record de cet objet, est d'ouvrir une fenêtre sur le passé et sur la façon dont les trous noirs supermassifs ont influencé la formation des étoiles et des galaxies au début de l'univers.

L'équipe de scientifiques a réussi à détecter J043947.08+163415.7 grâce à de nombreux télescopes situés sur les îles d'Hawaï dont l'observatoire Gemini, le James Clerk Maxwell (JCMT), le United Kingdom Infra-Red (UKIRT), le W. M. Keck et le Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System (Pan-STARRS1) ainsi que le télescope spatial Hubble. Mais même avec ces équipements high-tech, ils n'auraient jamais pu le trouver sans l'aide du champ gravitationnel d'une galaxie située entre la Terre et le quasar qui a multiplié sa luminosité par 50 grâce à un mécanisme appelé "lentille gravitationnelle", détaillé dans la photo et la vidéo ci-dessous :

Photo du télescope spatial Hubble montrant le quasar (à droite). Le champ gravitationnel de la galaxie (à gauche), situé plus proche de la Terre que le quasar, a multiplié par 50 la luminosité de ce dernier et l'a séparé en trois images distinctes. Sans la "lentille gravitationnelle" de la galaxie, J043947.08+163415.7 n'aurait jamais été détecté avec les instruments actuels. NASA/ESA/X. FAN, UNIVERSITY OF ARIZONA

"Cette détection est aussi surprenante que majeure ; pendant des décennies, nous avons pensé que ces quasars [détectés grâce à des lentilles gravitationnelles] devaient être très communs dans l'univers primitif, mais c'est le premier du genre que nous avons trouvé, détaille Fabio Pacucci, un chercheur de l'Université Yale qui a participé à l'étude. Notre découverte nous donne un indice sur la méthode à employer pour en découvrir d'autres."

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Dans leur étude, les chercheurs indiquent que leur "modèle théorique" prévoit qu'il pourrait exister un nombre "substantiel" de quasars du même type. "S'ils sont vraiment nombreux, cela révolutionnerait notre idée de ce qu'il s'est passé juste après le Big Bang, et pourrait même changer notre vision du processus de formation de ces monstres cosmiques [les trous noirs supermassifs] et la façon dont ils ont grandi". En attendant, nul doute que de nombreux scientifiques mèneront d'autres études encore plus poussées sur J043947.08+163415.7 et lèveront, peut-être, le voile sur les mystères de la formation de notre Univers.