Ces monstres cosmiques que l’on croyait invisibles : Euclid débusque 31 quasars cachés dans les premiers âges de l’Univers
Il y a environ 13 milliards d’années, alors que l’Univers n’était âgé que de 70 millions d’années, des trous noirs supermassifs dévoraient la matière environnante avec une intensité incroyable, émettant une luminosité équivalente à celle de mille milliards de soleils. Le télescope spatial Euclid de l’Agence spatiale européenne (ESA) a récemment révélé l’existence de 31 de ces phénomènes lumineux extrêmes, appelés quasars, dont deux détiennent le record des objets les plus anciens jamais observés dans l’histoire du cosmos.
Quand un trou noir devient plus lumineux qu’une galaxie
Un quasar représente une phase brève mais spectaculaire dans la vie d’une galaxie. Au cœur de celle-ci, un trou noir supermassif attire et engloutit d’énormes quantités de gaz et de poussière. En spirale vers l’horizon des événements, cette matière s’échauffe à des températures extrêmes, libérant une énergie colossale sous forme de rayonnement. Ce processus rend le noyau si brillant qu’il éclipse littéralement le reste de la galaxie hôte, surpassant sa luminosité de plusieurs centaines à plusieurs milliers de fois.
Deux records de distance cosmique
Parmi les 31 nouveaux quasars détectés par Euclid, deux se distinguent particulièrement : EUCL J172902.75+641018.1 et EUCL J125308.55+705432.3, affichant des décalages vers le rouge (redshift) respectifs de 7,77 et 7,69. Ces valeurs indiquent à quel point la lumière de ces objets a été « étirée » par l’expansion de l’Univers durant son trajet jusqu’à nous.
Ces deux quasars nous montrent l’Univers tel qu’il était il y a environ 13 milliards d’années, lorsque le cosmos n’avait que 670 millions d’années.
Plus le redshift est élevé, plus l’objet est ancien. Ces quasars montrent l’Univers tel qu’il était il y a 13 milliards d’années, soit à peine 5 % de son âge actuel. Selon Daming Yang, chercheur à l’université de Leyde et auteur principal de l’étude, « ces quasars primitifs remontent à la prime jeunesse de l’Univers. En les identifiant et en les étudiant, nous pouvons mieux comprendre comment ces systèmes gigantesques se sont formés et ont grandi si rapidement. »
Un changement d’échelle inédit dans la recherche astronomique
La découverte de quasars aussi anciens n’est pas entièrement inédite, mais c’est la rapidité et l’ampleur de cette moisson qui bouleversent le domaine. Ces objets sont notoirement difficiles à débusquer pour deux raisons principales : ils sont extrêmement rares à cette époque reculée, et leur lumière, déjà ténue après un long voyage à travers l’Univers, se confond facilement avec celle d’étoiles beaucoup plus proches.
En une seule année d’observation, Euclid a permis d’identifier 12 nouveaux quasars aussi anciens, doublant ainsi le nombre total connu à ce jour. Daming Yang affirme que « Euclid révolutionne véritablement la donne. Auparavant, nous ne pouvions repérer qu’une poignée des quasars primitifs les plus brillants ; Euclid nous permet désormais d’effectuer des recherches bien plus efficaces sur de vastes étendues du ciel et de capter une lumière beaucoup plus ténue. »
Le casse-tête de la croissance ultra-rapide
Cette découverte soulève un débat scientifique majeur : comment des trous noirs ont-ils pu atteindre des masses colossales en un temps cosmique aussi court ? À peine 670 millions d’années, c’est extrêmement bref à l’échelle de l’Univers pour permettre à un trou noir de grossir suffisamment pour générer un rayonnement aussi puissant. Les scientifiques s’interrogent : ces trous noirs ont-ils grandi par accrétion progressive de matière, ou existaient-ils déjà sous forme de « graines » massives dès les premiers instants de l’Univers ?
Une étude complémentaire sur l’un de ces quasars a révélé qu’il se trouve niché au sein d’une galaxie riche en gaz et en poussière, en pleine effervescence de formation d’étoiles, fournissant un indice précieux sur l’environnement qui a pu permettre une croissance aussi rapide.
Vers l’aube cosmique : la réionisation
Ces quasars nous ramènent également à une période charnière de l’histoire de l’Univers : l’époque de la réionisation, lorsque le cosmos a basculé d’un état froid et neutre vers un état chaud et ionisé. Les quasars, par leur luminosité extrême, pourraient avoir joué un rôle actif dans ce processus de transformation cosmique, une hypothèse que les scientifiques cherchent encore à confirmer.
Cette découverte ouvre la voie à des analyses plus robustes et permet d’étudier les quasars primordiaux non plus comme des cas isolés, mais comme une véritable population statistique. Cela pourrait aider à mieux comprendre les conditions qui favorisent la formation de ces objets fascinants dans l’Univers primitif.
Et maintenant ?
Euclid devrait continuer à débusquer d’autres quasars primordiaux, enrichissant progressivement ce recensement cosmique. Des observations complémentaires, notamment avec le télescope spatial James-Webb, permettront d’analyser plus finement la composition et l’environnement de ces objets extrêmes.
Les capacités d’Euclid sont inégalées, et chaque nouveau quasar détecté est une fenêtre ouverte sur les tout premiers instants de notre Univers, nous rapprochant un peu plus de la compréhension de nos origines cosmiques les plus lointaines.
Source : Futura Sciences
