Un trou noir, sans quasar.

Le plus vieux trou noir de l’Univers vient d’être découvert

Un trou noir 800 millions de fois plus massif que le Soleil, datant des origines de l’Univers, vient d’être découvert aux confins de l’espace observable.

La star hollywoodienne des trous noirs supermassifs : celui d’Interstellar. (© Warner Bros.)

L’espace-temps est un concept aux propriétés extraordinaires : outre la relativité, qui fait dépendre l’écoulement du temps de facteurs distincts comme la vitesse ou la force gravitationnelle (pour la leçon de vulgarisation, demandez Christopher Nolan), la relation inséparable qui existe entre mouvement et durée fait que plus loin nous explorons dans l’Univers, plus nous remontons son histoire, jusqu’aux origines même du temps et de la matière. Le 6 novembre, un article publié dans la revue Nature raconte comment une équipe d’astrophysiciens a suivi cette méthode pour remonter le courant des âges et ferrer une prise extraordinaire, vestige d’un temps antédiluvien : un trou noir supermassif, situé à 13 milliards d’années-lumière et 800 millions de fois plus massif que notre Soleil.

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Réfléchissez-y deux secondes : puisque nous n’avons aucun moyen de voyager aussi loin, cela signifie que les astronomes, depuis leur télescope terrestre de Las Campanas, au Chili, ont capté un signal lumineux qui a traversé l’espace (et le temps) pendant treize milliards d’années pour atteindre notre planète. Treize milliards d’années. À peine 690 millions de moins que le big bang. Ce trou noir supermassif, planqué derrière son quasar (un disque d’accrétion formé par la matière aspirée dans le trou noir), est une tache de naissance sur l’épiderme du cosmos.

Avant que la lumière ne soit

Au-delà de ses titanesques mensurations, ce trou noir supermassif (clé de voûte d’un bon nombre de galaxies dont notre bonne vieille Voie lactée) offre une fascinante fenêtre d’observation sur une époque protozoaire du cosmos, que les astrophysiciens appellent l’Âge sombre – eh oui, ça sonne comme du Lovecraft. Quelques centaines de milliers d’années après le big bang (environ 380 000, estime le CNRS), la grande soupe de particules qu’était alors l’univers commença, doucement, à se refroidir et à croître. La grande galerie qui allait bientôt renfermer le mobilier planétaire était prête, mais désespérément vide. Rien qu’un désert rempli d’hydrogène neutre, sans aucune source de lumière.

Il faudra attendre des centaines de millions d’années supplémentaires pour que les premières étoiles massives se forment, la gravité attirant les atomes d’hydrogène les uns vers les autres pour former les premiers nuages de gaz, qui achèveront l’Âge sombre en disloquant l’hydrogène neutre en protons et électrons – le processus se nomme "réionisation". Il faudra 600 millions d’années pour que le brouillard primordial se dissipe et qu’émergent, enfin, les premières planètes. ULAS J1342+0928, le trou noir monstrueux découvert par l’observatoire du Chili, était de la fête lors de la création de la première génération d’étoiles. L’étudier, explique l’astrophysicien Eduardo Bañados au Washington Post, revient à se balader dans l’album de famille de l’Univers, section petite enfance.

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Car le problème de l’Âge sombre, c’est qu’il est difficile à observer depuis la Terre – la faute, vous l’aurez compris, au manque de lumière ambiante. Dans cette immensité opaque, un quasar, l’un des objets les plus brillants du cosmos, est un véritable lampadaire. Autre objectif des astrophysiciens : continuer à remonter les âges pour déterminer à quel moment les premières étoiles ont émergé du placenta d’atomes, et comprendre pourquoi certaines semblent s’être développées beaucoup plus vite que d’autres pour donner ce genre de quasar à la masse démesurée. En remontant le fil des quasars à travers l’opacité primitive, peut-être arriverons-nous un jour à atteindre l’origine de l’espace-temps. La distance se réduit.

Par Thibault Prévost, publié le 11/12/2017

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