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Découverte d'un trou noir hypermassif à 12,7 milliards d'années-lumière
Par Jean Etienne, Futura-Sciences, le 08/09/2006 à 12h31
L'astronome Tomotsugu Goto de l'agence spatiale japonaise (JAXA) a découvert, au moyen du Subaru telescope, un quasar alimenté par un trou noir hypermassif à une distance d'environ 12,7 milliards d'années-lumière de la Terre, dans la direction de la constellation du Cancer. Ce quasar est le plus éloigné jamais découvert par un astronome japonais, et se classe en onzième position parmi tous ceux actuellement connus.
Les quasars, dont le nom provient de l'acronyme QUAsi Stellar Astronomical Radiosource, sont des astres d'apparence stellaire et de très forte luminosité, qui se caractérisent par un redshift élevé traduisant une vitesse d'éloignement importante. Il s'agit cependant d'astres très différents des étoiles, et leur spectre présente des raies d'émission correspondant à une forte excitation, celles-ci étant très décalées vers le rouge. Ce décalage est tellement important que les radiations émises dans l'ultraviolet sont observées dans les longueurs d'onde du visible. En fait, 80% des quasars présentent un redshift de 0,8, ce qui s'interprète de manière cohérente par la vitesse d'expansion de l'Univers.
La meilleure hypothèse expliquant leur exceptionnelle luminosité est la présence, en leur sein, d'un trou noir extrêmement massif en rotation rapide, aspirant en continu des étoiles qui se trouvent ainsi absorbées, disloquées et vont ainsi grossir sans arrêt la masse de l'ensemble.
Mais ces monstres galactiques sont rares, et les astronomes doivent ratisser un large secteur du ciel pour les découvrir. Dans ce but, Goto a utilisé une base de données du Sloan Digital Sky Survey (SDSS), à la recherche d'objets présentant des caractéristiques d'émission dans le visible correspondant à des quasars situés à une distance de 12,7 milliards d'années-lumière, ceci sur une superficie équivalente à environ un sixième de la voûte céleste.
Sur environ 180 millions d'objets remplissant ce secteur, Goto en a d'abord sélectionné 300. Un examen complémentaire dans l'infrarouge au moyen de l'Apache Point Telescope (Nouveau-Mexique) et de l'United Infrared Telescope du Mauna Kea (Hawaii) a permis à Goto d'éliminer les étoiles de notre propre galaxie présentant une coloration voisine à celle d'un quasar distant, réduisant le nombre de candidats à 26. Utilisant ensuite la caméra et spectrographe infrarouge à objets faibles (FOCAS) du télescope Subaru, Goto a enfin trouvé ce qu'il recherchait : un quasar éloigné de12.7 milliards d'années-lumière.
Ce quasar nouvellement découvert puise son énergie dans un trou noir qui est probablement 2 milliards de fois plus massif que notre Soleil. Jusqu'ici, les chercheurs n'ont encore pu proposer une théorie expliquant la formation d'un objet de cette catégorie seulement un milliard d'années après la naissance de l'Univers.
En outre, le spectre du quasar prouve qu'une grande partie de l'hydrogène intergalactique situé entre la source et la Terre est ionisé. Ceci suggère que "quelque chose" a converti l'hydrogène neutre en hydrogène ionisé, et cela avant que l'Univers ait atteint l'âge d'un milliard d'années. Un phénomène encore inexpliqué, connu sous l'appellation de "réionisation de l'Univers".
L'hypothèse la plus prometteuse à ce jour à l'énigme de la réionisation se base sur l'action du rayonnement ultraviolet, produit par certaines étoiles et par les trous noirs massifs. Cependant, ce phénomène reste à étudier dans l'intervalle du premier milliard d'années d'existence de l'Univers, ce qui constitue un réel défi. Les quasars représentent des objets d'étude idéaux pour détecter les phénomènes qui entourent cette réionisation, car la lumière qui nous parvient de la plupart d'entre eux a été émise durant cette période. Il en est de même pour les sursauts gamma, tout aussi éloignés et lumineux, mais leur nature même et leur imprévisibilité en rendent l'observation plus hasardeuse.
Le spectre du quasar découvert au moyen de la caméra et spectrographe infrarouge à objets faibles (FOCAS) du télescope Subaru. Les longueurs d'onde des raies d'émission de l'hydrogène indiquent un déplacement vers de rouge de 5,96, ce qui correspond à une distance de 12,7 milliards d'années-lumière.
Crédits : JAXA
Par Jean Etienne, Futura-Sciences, le 08/09/2006 à 12h31
L'astronome Tomotsugu Goto de l'agence spatiale japonaise (JAXA) a découvert, au moyen du Subaru telescope, un quasar alimenté par un trou noir hypermassif à une distance d'environ 12,7 milliards d'années-lumière de la Terre, dans la direction de la constellation du Cancer. Ce quasar est le plus éloigné jamais découvert par un astronome japonais, et se classe en onzième position parmi tous ceux actuellement connus.
Les quasars, dont le nom provient de l'acronyme QUAsi Stellar Astronomical Radiosource, sont des astres d'apparence stellaire et de très forte luminosité, qui se caractérisent par un redshift élevé traduisant une vitesse d'éloignement importante. Il s'agit cependant d'astres très différents des étoiles, et leur spectre présente des raies d'émission correspondant à une forte excitation, celles-ci étant très décalées vers le rouge. Ce décalage est tellement important que les radiations émises dans l'ultraviolet sont observées dans les longueurs d'onde du visible. En fait, 80% des quasars présentent un redshift de 0,8, ce qui s'interprète de manière cohérente par la vitesse d'expansion de l'Univers.
La meilleure hypothèse expliquant leur exceptionnelle luminosité est la présence, en leur sein, d'un trou noir extrêmement massif en rotation rapide, aspirant en continu des étoiles qui se trouvent ainsi absorbées, disloquées et vont ainsi grossir sans arrêt la masse de l'ensemble.
Mais ces monstres galactiques sont rares, et les astronomes doivent ratisser un large secteur du ciel pour les découvrir. Dans ce but, Goto a utilisé une base de données du Sloan Digital Sky Survey (SDSS), à la recherche d'objets présentant des caractéristiques d'émission dans le visible correspondant à des quasars situés à une distance de 12,7 milliards d'années-lumière, ceci sur une superficie équivalente à environ un sixième de la voûte céleste.
Sur environ 180 millions d'objets remplissant ce secteur, Goto en a d'abord sélectionné 300. Un examen complémentaire dans l'infrarouge au moyen de l'Apache Point Telescope (Nouveau-Mexique) et de l'United Infrared Telescope du Mauna Kea (Hawaii) a permis à Goto d'éliminer les étoiles de notre propre galaxie présentant une coloration voisine à celle d'un quasar distant, réduisant le nombre de candidats à 26. Utilisant ensuite la caméra et spectrographe infrarouge à objets faibles (FOCAS) du télescope Subaru, Goto a enfin trouvé ce qu'il recherchait : un quasar éloigné de12.7 milliards d'années-lumière.
Ce quasar nouvellement découvert puise son énergie dans un trou noir qui est probablement 2 milliards de fois plus massif que notre Soleil. Jusqu'ici, les chercheurs n'ont encore pu proposer une théorie expliquant la formation d'un objet de cette catégorie seulement un milliard d'années après la naissance de l'Univers.
En outre, le spectre du quasar prouve qu'une grande partie de l'hydrogène intergalactique situé entre la source et la Terre est ionisé. Ceci suggère que "quelque chose" a converti l'hydrogène neutre en hydrogène ionisé, et cela avant que l'Univers ait atteint l'âge d'un milliard d'années. Un phénomène encore inexpliqué, connu sous l'appellation de "réionisation de l'Univers".
L'hypothèse la plus prometteuse à ce jour à l'énigme de la réionisation se base sur l'action du rayonnement ultraviolet, produit par certaines étoiles et par les trous noirs massifs. Cependant, ce phénomène reste à étudier dans l'intervalle du premier milliard d'années d'existence de l'Univers, ce qui constitue un réel défi. Les quasars représentent des objets d'étude idéaux pour détecter les phénomènes qui entourent cette réionisation, car la lumière qui nous parvient de la plupart d'entre eux a été émise durant cette période. Il en est de même pour les sursauts gamma, tout aussi éloignés et lumineux, mais leur nature même et leur imprévisibilité en rendent l'observation plus hasardeuse.
Le spectre du quasar découvert au moyen de la caméra et spectrographe infrarouge à objets faibles (FOCAS) du télescope Subaru. Les longueurs d'onde des raies d'émission de l'hydrogène indiquent un déplacement vers de rouge de 5,96, ce qui correspond à une distance de 12,7 milliards d'années-lumière.
Crédits : JAXA
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