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83 trous noirs supermassifs du premier univers découverts

83 trous noirs supermassifs du premier univers découverts

Les chercheurs ont découvert 83 trous noirs supermassifs étonnants à un peu plus de 13 milliards d'années-lumière, ce qui en fait l'une des structures les plus anciennes de l'Univers.

Repérer d'anciens trous noirs supermassifs

Une équipe internationale d'astronomes du Japon, de Taïwan et des États-Unis s'est réunie pour identifier 83 trous noirs supermassifs (SBH) à un peu plus de 13 milliards d'années-lumière de la Terre, ce qui en fait l'une des structures les plus anciennes de l'Univers, selon un rapport de l'Université de Princeton.

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«Il est remarquable que des objets denses aussi massifs aient pu se former si peu de temps après le Big Bang», a déclaré Michael Strauss, professeur de sciences astrophysiques à l'Université de Princeton et l'un des co-auteurs de l'étude. "Comprendre comment les trous noirs peuvent se former dans l'univers primitif, et à quel point ils sont communs, est un défi pour nos modèles cosmologiques."

La découverte ajoute au nombre de SBH connus de cette période de l'histoire de l'Univers et révèle à quel point ils étaient courants dans l'univers primitif, ce qui n'était pas connu jusqu'à présent. On pense que les SBH existent au centre de la plupart des galaxies et peuvent être des milliards de fois plus massifs que le soleil.

Étudier les plus faibles quasars de l'univers

Les chercheurs ont entrepris d'identifier ces SBH par les quasars qu'ils génèrent. Lorsque les gaz entourant un SBH commencent à s'accumuler dessus, il se réchauffe et commence à émettre des radiations que nous pouvons détecter. Ces SBH sont connus sous le nom de quasars, et jusqu'à présent seuls les quasars les plus lumineux ont été étudiés.

Cette nouvelle étude a examiné les quasars plus faibles qui, jusqu'à récemment, étaient au-delà de notre pouvoir de détection. Ces quasars étaient alimentés par SBH avec des masses similaires à celles que nous pouvons voir dans l'univers actuel.

Pour ce faire, l'équipe de scientifiques a utilisé des données collectées avec la «Hyper Suprime-Cam» (HSC), montée sur le télescope Subaru de l'Observatoire astronomique national du Japon, situé au sommet du Mau-nakea à Hawaï.

L’immense champ de vision du HSC - 1,77 degrés de diamètre ou aussi large que sept pleines lunes - a été utilisé pendant 300 nuits sur cinq ans pour collecter les données nécessaires. Identifiant d'éventuels quasars éloignés à partir des données de l'enquête, ils ont utilisé le télescope Subaru, ainsi que le Gran Telescopio Canarias en Espagne et le télescope Gemini South au Chili pour obtenir les spectres de ces quasars candidats.

L'étude a identifié 83 quasars auparavant inconnus en plus des 17 déjà connus dans la zone d'étude. Cela signifie que si vous découpez l'univers en cubes uniformes d'un milliard d'années-lumière de diamètre, il y a un SBH à l'intérieur de ce cube.

Les quasars lointains et l'évolution de l'univers primitif

Les scientifiques pensent qu'au cours des premiers centaines de millions d'années d'existence de l'univers, l'hydrogène de l'Univers avait été ionisé en un plasma d'hydrogène flottant librement d'électrons et de protons non liés, mais ils ne savent pas ce qui aurait pu fournir l'énergie pour se briser. les ions libres de leurs protons.

Une théorie est qu'il y avait plus de quasars dans l'univers primitif qu'on ne le savait auparavant et que leur rayonnement combiné fournissait l'énergie nécessaire pour «réioniser» un univers rempli d'hydrogène.

"Cependant, le nombre de quasars que nous avons observés montre que ce n'est pas le cas", a expliqué Robert Lupton, chercheur principal en sciences astrophysiques. "Le nombre de quasars vus est nettement inférieur à ce qui est nécessaire pour expliquer la réionisation."

Ce n’est pas la seule lumière que ces quasars lointains éclairent sur l’univers primitif.

"Les quasars que nous avons découverts seront un sujet intéressant pour des observations de suivi ultérieures avec les installations actuelles et futures", a déclaré Yoshiki Matsuoka, chercheur à l'Université d'Ehime au Japon, qui a dirigé l'étude. "Nous en apprendrons également davantage sur la formation et l'évolution précoce des trous noirs supermassifs, en comparant la densité numérique et la distribution de luminosité mesurées avec les prédictions de modèles théoriques."

L'étude a été récemment décrite dans cinq pages différentes qui ont Le journal astrophysique et le Publications de l'Observatoire astronomique du Japon.


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