{"id":1560,"date":"2024-07-28T13:06:37","date_gmt":"2024-07-28T10:06:37","guid":{"rendered":"https:\/\/planeta21vek.ru\/fr\/?p=1560"},"modified":"2025-11-20T11:36:15","modified_gmt":"2025-11-20T08:36:15","slug":"le-telescope-james-webb-revele-des-trous-noirs-supermassifs-dans-lunivers-primitif","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/planeta21vek.ru\/fr\/2024\/07\/28\/le-telescope-james-webb-revele-des-trous-noirs-supermassifs-dans-lunivers-primitif\/","title":{"rendered":"Le t\u00e9lescope James Webb r\u00e9v\u00e8le des trous noirs supermassifs dans l’Univers primitif"},"content":{"rendered":"

En scrutant profond\u00e9ment l’espace et le temps, deux \u00e9quipes utilisant le t\u00e9lescope spatial James Webb NASA\/ESA\/CSA ont \u00e9tudi\u00e9 la galaxie exceptionnellement brillante GN-z11, qui existait lorsque notre univers vieux de 13,8 milliards d’ann\u00e9es n’avait qu’environ 430 millions d’ann\u00e9es. En \u00e9tudiant \u00e9galement les donn\u00e9es JWST, une \u00e9quipe d’astronomes dirig\u00e9e par Lukas Furtak et Adi Zitrin de l’Universit\u00e9 Ben Gourion du N\u00e9guev a \u00e9galement pu d\u00e9terminer la masse du trou noir supermassif. Avec environ 40 millions de fois la masse du Soleil, elle est \u00e9tonnamment massive par rapport \u00e0 la galaxie dans laquelle elle r\u00e9side.<\/span><\/p>\n

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Tenant sa promesse de transformer notre compr\u00e9hension de l’univers primitif, le t\u00e9lescope spatial James Webb explore les galaxies du d\u00e9but des temps. L\u2019une d\u2019elles est la galaxie exceptionnellement brillante GN-z11. D\u00e9couverte \u00e0 l’origine par le t\u00e9lescope spatial Hubble de la NASA\/ESA, c’est l’une des galaxies les plus jeunes et les plus lointaines jamais observ\u00e9es, et c’est aussi l’une des plus myst\u00e9rieuses. Pourquoi est-elle si brillante? Webb semble avoir trouv\u00e9 la r\u00e9ponse, rapporte la revue Astronomy & Astrophysics.<\/span><\/p>\n

L\u2019\u00e9quipe qui \u00e9tudie GN-z11 avec Webb a trouv\u00e9 la premi\u00e8re preuve claire que la galaxie h\u00e9berge un trou noir supermassif central qui accumule rapidement de la mati\u00e8re. Leur d\u00e9couverte en fait le trou noir supermassif actif le plus \u00e9loign\u00e9 d\u00e9couvert \u00e0 ce jour.<\/span><\/p>\n

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\nGN-z11 dans le champ GOODS-North<\/span><\/em><\/p>\n

\u00ab\u00a0Nous avons d\u00e9couvert un gaz extr\u00eamement dense qui est courant \u00e0 proximit\u00e9 des trous noirs supermassifs accumulant du gaz\u00a0\u00bb, a expliqu\u00e9 le chercheur principal Roberto Maiolino du laboratoire Cavendish et de l’Institut Kavli de cosmologie de l’Universit\u00e9 de Cambridge au Royaume-Uni. \u00ab\u00a0Ce sont les premi\u00e8res indications claires que GN-z11 contient un trou noir consommateur de mati\u00e8re.\u00a0\u00bb<\/span><\/p>\n

En utilisant Webb, l\u2019\u00e9quipe a \u00e9galement trouv\u00e9 des signatures d\u2019\u00e9l\u00e9ments chimiques ionis\u00e9s g\u00e9n\u00e9ralement observ\u00e9s \u00e0 proximit\u00e9 de trous noirs supermassifs en accr\u00e9tion. De plus, ils ont d\u00e9couvert que la galaxie \u00e9met des vents tr\u00e8s puissants. De tels vents \u00e0 grande vitesse sont g\u00e9n\u00e9ralement provoqu\u00e9s par des processus associ\u00e9s \u00e0 l\u2019accumulation \u00e9nerg\u00e9tique de trous noirs supermassifs.<\/span><\/p>\n

\u00ab\u00a0La NIRCam (cam\u00e9ra proche infrarouge) de Webb a d\u00e9tect\u00e9 un composant \u00e9tendu suivant la galaxie h\u00f4te et une source centrale compacte dont les couleurs correspondent \u00e0 celles du disque d’accr\u00e9tion entourant le trou noir\u00a0\u00bb, a d\u00e9clar\u00e9 la chercheuse Hannah Uebler, \u00e9galement du laboratoire Cavendish et de l’institut Kavli. .<\/span><\/p>\n

Prises ensemble, ces donn\u00e9es montrent que GN-z11 contient un trou noir supermassif d\u2019une masse de deux millions de masses solaires, qui est dans une phase tr\u00e8s active d\u2019absorption de mati\u00e8re, c\u2019est pourquoi il est si brillant.<\/span><\/p>\n

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\nSpectre GN-z11<\/span><\/em><\/p>\n

La deuxi\u00e8me \u00e9quipe, \u00e9galement dirig\u00e9e par Maiolino, a utilis\u00e9 le NIRSpec (spectrographe proche infrarouge) de Webb pour d\u00e9tecter un amas d’h\u00e9lium gazeux dans le halo entourant GN-z11.<\/span><\/p>\n

\u00ab\u00a0Le fait que nous ne voyons rien d’autre que de l’h\u00e9lium sugg\u00e8re que cet amas doit \u00eatre assez pur\u00a0\u00bb, a d\u00e9clar\u00e9 Roberto. \u00ab\u00a0C’est ce que la th\u00e9orie et la mod\u00e9lisation attendaient \u00e0 proximit\u00e9 des galaxies particuli\u00e8rement massives de ces \u00e9poques: il devrait y avoir des poches de gaz pur dans les halos qui pourraient s’effondrer et former des amas d’\u00e9toiles de population III.\u00a0\u00bb<\/span><\/p>\n

La recherche d\u2019\u00e9toiles de la population III in\u00e9dites \u2013 la premi\u00e8re g\u00e9n\u00e9ration d\u2019\u00e9toiles form\u00e9es presque enti\u00e8rement d\u2019hydrog\u00e8ne et d\u2019h\u00e9lium \u2013 est l\u2019une des t\u00e2ches les plus importantes de l\u2019astrophysique moderne. On s\u2019attend \u00e0 ce que ces \u00e9toiles soient tr\u00e8s massives, tr\u00e8s lumineuses et tr\u00e8s chaudes. Leur signature sera la pr\u00e9sence d’h\u00e9lium ionis\u00e9 et l’absence d’\u00e9l\u00e9ments chimiques plus lourds que l’h\u00e9lium.<\/span><\/p>\n

La formation des premi\u00e8res \u00e9toiles et galaxies marque un changement fondamental dans l\u2019histoire du cosmos, au cours duquel l\u2019Univers a \u00e9volu\u00e9 d\u2019un \u00e9tat sombre et relativement simple vers l\u2019environnement hautement structur\u00e9 et complexe que nous connaissons aujourd\u2019hui.<\/span><\/p>\n

Dans les futures observations de Webb, Roberto, Hanna et leur \u00e9quipe \u00e9tudieront GN-z11 plus en d\u00e9tail et esp\u00e8rent confirmer la pr\u00e9sence d’\u00e9toiles de population III qui pourraient se former dans son halo.<\/span><\/p>\n

Le nom \u00abPopulation III\u00bb est n\u00e9 du fait que les astronomes avaient d\u00e9j\u00e0 class\u00e9 les \u00e9toiles de la Voie lact\u00e9e en Population I (\u00e9toiles comme le Soleil riches en \u00e9l\u00e9ments plus lourds) et Population II (\u00e9toiles plus anciennes avec de faibles abondances d’\u00e9l\u00e9ments lourds trouv\u00e9s dans le renflement et halo de la Voie Lact\u00e9e, ainsi que dans les amas d’\u00e9toiles globulaires).<\/span><\/p>\n

Le trou noir supermassif est 40 millions de fois plus massif que le Soleil et alimente un quasar qui existait 700 millions d’ann\u00e9es apr\u00e8s le Big Bang.<\/strong><\/span> Gr\u00e2ce au t\u00e9lescope spatial James Webb (JWST), les astronomes ont d\u00e9couvert un trou noir supermassif \u00abextr\u00eamement rouge\u00bb se d\u00e9veloppant dans l’obscurit\u00e9 de l’Univers primitif, rapporte la revue Nature.<\/span><\/p>\n

La teinte rouge d\u2019un trou noir supermassif, telle qu\u2019elle est apparue environ 700 millions d\u2019ann\u00e9es apr\u00e8s le Big Bang, est le r\u00e9sultat de l\u2019expansion de l\u2019Univers. \u00c0 mesure que l\u2019Univers s\u2019\u00e9tend dans toutes les directions, la lumi\u00e8re se d\u00e9pla\u00e7ant vers nous est \u00abd\u00e9cal\u00e9e vers le rouge\u00bb et, dans ce cas, la lumi\u00e8re d\u00e9cal\u00e9e vers le rouge indique un manteau de gaz et de poussi\u00e8re \u00e9pais enveloppant le trou noir.<\/span><\/p>\n

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\nUne repr\u00e9sentation artistique d’un trou noir supermassif et de son puissant jet. Les astronomes veulent savoir comment ces objets ont atteint leurs \u00e9normes masses au d\u00e9but de l\u2019Univers. NRAO\/AUI\/NSF<\/span><\/em><\/p>\n

En \u00e9tudiant les donn\u00e9es du JWST, une \u00e9quipe d’astronomes dirig\u00e9e par Lukas Furtak et Adi Zitrin de l’Universit\u00e9 Ben Gourion du N\u00e9guev a \u00e9galement pu d\u00e9terminer la masse du trou noir supermassif. Avec environ 40 millions de fois la masse du Soleil, elle est \u00e9tonnamment massive par rapport \u00e0 la galaxie dans laquelle elle r\u00e9side.<\/span><\/p>\n

L\u2019\u00e9quipe a \u00e9galement d\u00e9couvert que le trou noir supermassif, situ\u00e9 \u00e0 environ 12,9 milliards d\u2019ann\u00e9es-lumi\u00e8re de la Terre, engloutit rapidement le gaz et la poussi\u00e8re qui l\u2019entourent. En d\u2019autres termes, il est en croissance.<\/span><\/p>\n

\u00abNous \u00e9tions tr\u00e8s enthousiastes lorsque JWST a commenc\u00e9 \u00e0 envoyer ses premi\u00e8res donn\u00e9es. \u00ab\u00a0Nous scannions les donn\u00e9es entrantes pour le programme UNCOVER et trois objets tr\u00e8s compacts mais rouge vif se sont d\u00e9marqu\u00e9s et ont attir\u00e9 notre attention\u00a0\u00bb, a d\u00e9clar\u00e9 Furtak dans un communiqu\u00e9. \u00ab\u00a0Leur apparence de point rouge nous a imm\u00e9diatement amen\u00e9 \u00e0 soup\u00e7onner qu’il s’agissait d’un objet de type quasar.\u00a0\u00bb<\/span><\/p>\n

Les quasars sont cr\u00e9\u00e9s lorsque d\u2019\u00e9normes quantit\u00e9s de mati\u00e8re entourent des trous noirs supermassifs comme celui-ci.<\/strong><\/span>\u00a0<\/span>Cette mati\u00e8re forme un disque de gaz et de poussi\u00e8res appel\u00e9 disque d\u2019accr\u00e9tion, qui alimente progressivement le trou noir. L\u2019\u00e9norme attraction gravitationnelle du trou noir m\u00e9lange cette mati\u00e8re, cr\u00e9ant des temp\u00e9ratures \u00e9lev\u00e9es et la faisant briller.<\/span><\/p>\n

De plus, la mati\u00e8re qui ne tombe pas dans le trou noir supermassif est dirig\u00e9e vers les p\u00f4les du titan cosmique. Les particules dans ces r\u00e9gions sont acc\u00e9l\u00e9r\u00e9es \u00e0 des vitesses proches de la vitesse de la lumi\u00e8re sous la forme de jets hautement collimat\u00e9s. Lorsque ces jets relativistes sont \u00e9ject\u00e9s, les \u00e9ruptions sont accompagn\u00e9es de brillantes \u00e9missions \u00e9lectromagn\u00e9tiques.<\/span><\/p>\n

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\nL\u2019illustration montre un trou noir supermassif extr\u00eamement rouge dans l\u2019Univers primitif. Robert Lee<\/span><\/em><\/p>\n

En raison de ces ph\u00e9nom\u00e8nes, les quasars, aliment\u00e9s par des trous noirs supermassifs dans des noyaux galactiques actifs (AGN), deviennent souvent si brillants que la lumi\u00e8re qu’ils \u00e9mettent \u00e9clipse souvent la lumi\u00e8re combin\u00e9e de toutes les \u00e9toiles de la galaxie qui les entoure.<\/span><\/p>\n

L\u2019\u00e9norme quantit\u00e9 de rayonnement \u00e9mise autour de ce trou noir supermassif l\u2019a fait appara\u00eetre comme un petit point dans les donn\u00e9es JWST.<\/span><\/p>\n

\u00abL’analyse des couleurs de l’objet a montr\u00e9 qu’il ne s’agit pas d’une galaxie typique en formation d’\u00e9toiles. Cela a confirm\u00e9 l’hypoth\u00e8se d’un trou noir supermassif\u00a0\u00bb, a d\u00e9clar\u00e9 Rachel Bezanson de l’Universit\u00e9 de Pittsburgh et codirectrice du programme UNCOVER dans un communiqu\u00e9. \u00ab\u00a0Combin\u00e9 \u00e0 sa taille compacte, il est devenu \u00e9vident qu’il s’agissait tr\u00e8s probablement d’un trou noir supermassif, m\u00eame s’il \u00e9tait encore diff\u00e9rent des autres quasars d\u00e9couverts \u00e0 cette \u00e9poque.\u00a0\u00bb<\/span><\/p>\n

Le premier quasar n’aurait pas \u00e9t\u00e9 visible, m\u00eame par le puissant instrument infrarouge du JWST, sans l’aide d’un effet pr\u00e9dit par Albert Einstein en 1915.<\/span><\/p>\n

La th\u00e9orie de la relativit\u00e9 g\u00e9n\u00e9rale d’Einstein sugg\u00e8re que les objets de masse d\u00e9forment le tissu m\u00eame de l’espace et du temps, qui sont en r\u00e9alit\u00e9 unis en une seule entit\u00e9 appel\u00e9e \u00abespace-temps\u00bb.<\/strong><\/span> La th\u00e9orie poursuit en disant que la gravit\u00e9 r\u00e9sulte de cette courbure. Plus la masse d\u2019un objet est grande, plus la courbure de l\u2019espace-temps est \u00abextr\u00eame\u00bb.<\/span><\/p>\n

Ainsi, cette courbure indique non seulement aux plan\u00e8tes comment se d\u00e9placer autour de leurs \u00e9toiles et autour des centres de leurs galaxies d’origine, mais elle modifie \u00e9galement les trajectoires de la lumi\u00e8re provenant de ces \u00e9toiles.<\/span><\/p>\n

Plus la lumi\u00e8re se rapproche d\u2019un objet de masse, plus sa trajectoire est \u00abcourb\u00e9e\u00bb. Diff\u00e9rents chemins de lumi\u00e8re provenant d’un seul objet d’arri\u00e8re-plan peuvent ainsi \u00eatre courb\u00e9s par l’objet de premier plan ou \u00ab objet de lentille \u00bb et modifier l’apparence de la disposition de l’objet d’arri\u00e8re-plan. Parfois, l\u2019effet peut m\u00eame faire appara\u00eetre un objet d\u2019arri\u00e8re-plan \u00e0 plusieurs endroits dans la m\u00eame image du ciel. Dans d\u2019autres cas, la lumi\u00e8re d\u2019un objet en arri\u00e8re-plan est simplement amplifi\u00e9e, ce qui fait para\u00eetre cet objet plus grand. Ce ph\u00e9nom\u00e8ne est connu sous le nom de \u00ablentille gravitationnelle\u00bb.<\/span><\/p>\n

Dans ce dernier cas, JWST a utilis\u00e9 un amas de galaxies appel\u00e9 Abell 2744 comme corps de lentille de premier plan pour amplifier la lumi\u00e8re des galaxies d\u2019arri\u00e8re-plan qui autrement seraient trop \u00e9loign\u00e9es pour \u00eatre vues. Cela a r\u00e9v\u00e9l\u00e9 le quasar extr\u00eamement rouge sur lequel ils se sont concentr\u00e9s, initialement sous la forme de trois points rouges.<\/span><\/p>\n

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\nLe diagramme montre comment la lumi\u00e8re d’un objet d’arri\u00e8re-plan est courb\u00e9e par un objet de premier plan. NASA\/ESA<\/span><\/em><\/p>\n

\u00ab\u00a0Nous avons utilis\u00e9 un mod\u00e8le de lentille num\u00e9rique que nous avons construit pour un amas de galaxies afin de d\u00e9terminer que les trois points rouges doivent \u00eatre plusieurs images de la m\u00eame source d’arri\u00e8re-plan, observ\u00e9es lorsque l’univers n’avait qu’environ 700 millions d’ann\u00e9es\u00a0\u00bb, a d\u00e9clar\u00e9 Zitrin.<\/span><\/p>\n

Une analyse plus approfondie de la source de fond a montr\u00e9 que sa lumi\u00e8re devait provenir d’une r\u00e9gion compacte.<\/span><\/p>\n

\u00abToute la lumi\u00e8re de cette galaxie doit tenir dans une petite r\u00e9gion de la taille d\u2019un amas d\u2019\u00e9toiles moderne. La lentille gravitationnelle de la source nous a donn\u00e9 des contraintes pr\u00e9cises sur la taille\u00bb, a d\u00e9clar\u00e9 Jenny Green, membre de l\u2019\u00e9quipe et chercheuse \u00e0 l\u2019Universit\u00e9 de Princeton, dans un communiqu\u00e9. \u00ab\u00a0M\u00eame si vous regroupiez toutes les \u00e9toiles possibles dans une si petite r\u00e9gion, le trou noir finirait par repr\u00e9senter au moins 1 % de la masse totale du syst\u00e8me.\u00a0\u00bb<\/span><\/p>\n

Cette d\u00e9couverte approfondit encore le myst\u00e8re de la fa\u00e7on dont les trous noirs supermassifs, qui peuvent \u00eatre des millions (voire des milliards) de fois plus massifs que le Soleil, ont atteint des tailles aussi \u00e9normes lors de la naissance de l’Univers.<\/span><\/p>\n

\u00ab\u00a0Il a \u00e9t\u00e9 d\u00e9couvert que plusieurs autres trous noirs supermassifs du d\u00e9but de l’Univers pr\u00e9sentent un comportement similaire, ce qui conduit \u00e0 des informations intrigantes sur la croissance du trou noir et de la galaxie h\u00f4te, ainsi que sur les interactions entre eux qui ne sont pas encore bien comprises.\u00a0\u00bb\u00bb dit Vert.<\/span><\/p>\n

JWST a d\u00e9tect\u00e9 de nombreux \u00abpetits points rouges\u00bb au fil du temps. Ils pourraient \u00e9galement indiquer que des quasars ont aliment\u00e9 des trous noirs supermassifs dans l\u2019Univers primitif, ce qui pourrait signifier que l\u2019\u00e9tonnant myst\u00e8re de la croissance des trous noirs pourrait bient\u00f4t \u00eatre r\u00e9solu.<\/span><\/p>\n

\u00ab\u00a0D’une certaine mani\u00e8re, c’est l’\u00e9quivalent astrophysique du probl\u00e8me de la poule et de l’\u0153uf\u00a0\u00bb, a conclu Zitrin. \u00ab\u00a0Actuellement, nous ne savons pas ce qui est apparu en premier, la galaxie ou le trou noir, quelle \u00e9tait la taille des premiers trous noirs ni comment ils se sont d\u00e9velopp\u00e9s.\u00a0\u00bb<\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

En scrutant profond\u00e9ment l’espace et le temps, deux \u00e9quipes utilisant le t\u00e9lescope spatial James Webb NASA\/ESA\/CSA ont \u00e9tudi\u00e9 la galaxie exceptionnellement brillante GN-z11, qui existait lorsque notre univers vieux de 13,8 milliards d’ann\u00e9es n’avait qu’environ 430 millions d’ann\u00e9es. En \u00e9tudiant \u00e9galement les donn\u00e9es JWST, une \u00e9quipe d’astronomes dirig\u00e9e par Lukas Furtak et Adi Zitrin de l’Universit\u00e9 Ben Gourion du N\u00e9guev a \u00e9galement pu d\u00e9terminer la masse du trou noir supermassif. Avec environ 40 millions de fois la masse du Soleil, elle est \u00e9tonnamment massive par rapport \u00e0 la galaxie dans laquelle elle r\u00e9side.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":1561,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[40,536],"tags":[718,698,717,719],"class_list":{"0":"post-1560","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-kosmos","8":"category-dalnii","9":"tag-quasar","10":"tag-trou-noir","11":"tag-univers-primitif","12":"tag-webb"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1560","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1560"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1560\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":1562,"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1560\/revisions\/1562"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media\/1561"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1560"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1560"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1560"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}