T. Müller, HdA / MPIA
Les astronomes de l’Agence spatiale européenne (ESA) utilisant le télescope Euclid ont récemment fait une découverte majeure en annonçant l’identification de 31 des quasars les plus éloignés de l’univers. Parmi ces quasars, l’un d’eux a établi un nouveau record, formé seulement 670 millions d’années après le Big Bang.
Les quasars sont des trous noirs supermassifs situés au centre de grandes galaxies, ayant déjà absorbé des millions de masses solaires en gaz et en étoiles. Cette accumulation rapide de masse soulève des questions sur la manière dont ces trous noirs ont pu se former si tôt dans l’histoire de l’univers.
Une vue large et précise
Au cours de sa première année et demie d’opérations, le télescope Euclid a couvert 3 000 degrés carrés, soit près d’un dixième du ciel, grâce à son large champ de vision. La résolution et la sensibilité des images obtenues par Euclid sont comparables à celles du télescope spatial Hubble, mais chaque pointage de quelques heures couvre un champ de ciel 270 fois plus vaste.
Cette capacité permet à Euclid de rechercher des objets rares comme les quasars. Dans l’univers primordial, pour les quasars datant des 770 millions d’années suivant le Big Bang (avec des décalages vers le rouge supérieurs à 7), on estime qu’il n’y en a qu’un pour 100 degrés carrés, soit l’équivalent de 500 pleines lunes.
Pour identifier ces quasars, des images seules ne suffisent pas. Bien qu’Euclid puisse imager des candidats prometteurs, des spectroscopies de suivi sont nécessaires pour confirmer leur identité. Cependant, cette méthode est coûteuse et prend beaucoup plus de temps que l’imagerie.
Pour optimiser le processus, Daming Yang de l’Université de Leiden a utilisé des techniques d’intelligence artificielle et des méthodes statistiques afin de réduire le catalogue parent, initialement composé de millions de sources, à quelques milliers de candidats.
Yang et son équipe ont ensuite demandé des spectroscopies de suivi pour 123 de ces objets, en utilisant de grands télescopes au sol tels que Keck I et II, Magellan Baade et le Large Binocular Telescope.
À la recherche de l’or
Malgré cette sélection, la majorité des spectres de suivi n’ont pas révélé de quasars, soit parce que les objets étaient autres, soit en raison d’un manque de lumière. Toutefois, les chercheurs ont réussi à découvrir 12 nouveaux quasars précoces, doublant ainsi le nombre de quasars connus avec des décalages vers le rouge supérieurs à 7, et ajoutant 19 autres formés dans les 830 millions d’années suivant le Big Bang (décalages vers le rouge supérieurs à 6). Le rapport complet sur ces 31 quasars précoces est publié dans Astronomy & Astrophysics.
Les quasars découverts sont considérés comme relativement ordinaires par rapport aux précédentes découvertes, qui étaient généralement des objets exceptionnellement lumineux. Pour la première fois, les chercheurs peuvent étudier des quasars typiques de l’univers primitif, offrant ainsi un aperçu sur la croissance des premiers trous noirs et leur influence sur les galaxies environnantes.
Une étude de suivi, qui sera publiée dans Astronomy & Astrophysics, a examiné l’une de ces galaxies et son quasar, désigné EUCL J1253. Une équipe dirigée par Silvia Belladitta a utilisé le Northern Extended Millimeter Array (NOEMA) en France pour découvrir un vaste réservoir de gaz alimentant la formation de 250 masses solaires de nouvelles étoiles par an.
Bien que la galaxie hôte soit massive, elle ne dépasse son trou noir que de 100 pour 1, une proportion bien inférieure à la norme observée dans l’univers local, où les galaxies surpassent généralement leurs trous noirs de 200 pour 1. Les estimations préliminaires indiquent que ces trous noirs pourraient avoir une masse d’environ 100 millions de fois celle du Soleil.
Les chercheurs prévoient de réaliser d’autres mes pour confirmer ces estimations, en utilisant idéalement le télescope spatial James Webb, dont les observations sont déjà en cours.
En conclusion, chaque quasar découvert représente une nouvelle opportunité d’explorer l’univers primitif, et les chercheurs anticipent d’autres découvertes, car seulement un quart de la zone totale prévue pour les sondages Euclid a été exploré jusqu’à présent.
Source : Astronomy & Astrophysics
