Les preuves suggèrent que le trou noir de 50 millions de masse solaire est antérieur à sa galaxie hôte.
Les chercheurs utilisant le télescope spatial James Webb de la NASA ont détecté des preuves claires que certains trous noirs supermassifs étaient énormes dès le début, se formant sans phase d'effondrement stellaire et sans galaxie hôte beaucoup plus massive pour les nourrir.
L’équipe de recherche a observé des images d’Abell2744-QSO1 (QSO1), un prototype de petit point rouge qui existait environ 700 millions d’années après le Big Bang. Les petits points rouges ont été découverts par le télescope James Webb et font l'objet d'importantes recherches au sein de l'écosystème plus large de l'exploration spatiale.
À l’aide des fonctionnalités d’imagerie et spectroscopiques du télescope Webb, telles que l’unité de champ intégrale (IFU) et la technologie NIRSpec (spectrographe proche infrarouge), l’équipe de chercheurs a cartographié le mouvement et la composition du gaz en orbite autour d’un trou noir au centre de QSO1. Ce qui a été découvert, c’est que le gaz a un mouvement képlérien, ce qui signifie qu’il tourne autour d’un point central de la même manière que les planètes de notre système solaire tournent autour du Soleil.
« C'est important car cela nous indique que la majeure partie de la masse de QSO1 est concentrée dans le trou noir au centre », a déclaré Ignas Juodžbalis, étudiant diplômé de Cambridge et auteur principal de l'une des études. Il a ajouté : « Si la masse était plus distribuée, comme ce serait le cas s’il y avait beaucoup d’étoiles, le gaz n’aurait pas cette rotation képlérienne parfaite. »
« Il s'agit d'une découverte remarquable », a déclaré Roberto Maiolino de l'Université de Cambridge, co-auteur des études récemment publiées. Il a déclaré : « Il s’agit d’un changement de paradigme, d’une revisite totale des scénarios classiques sur la formation et la croissance des trous noirs. »
En utilisant les lois de la gravité qui régissent le mouvement képlérien, l’équipe a pu pour la première fois utiliser des mesures de vitesse du gaz pour calculer directement la masse du trou noir.
Les recherches ont indiqué que non seulement le trou noir est de taille massive, environ 50 millions de masses solaires, mais qu'il représente également au moins les deux tiers de la masse totale de QSO1. Des milliers de fois plus grandes que dans les galaxies proches, où les trous noirs supermassifs ne représentent qu'une petite fraction de la masse totale de la galaxie hôte.
« Il semble que nous ayons trouvé un trou noir qui n'a pas de galaxie hôte importante et qui est antérieur aux processus stellaires », a déclaré Juodžbalis. « C'est très excitant car c'est la preuve de trous noirs primordiaux ou de trous noirs à effondrement direct, qui ont été théorisés mais non confirmés. »
On estime que QSO1 a un diamètre d'environ 1 300 années-lumière, mais sa lumière voyage depuis plus de 13 milliards d'années et il est plus facile à étudier que la plupart des autres petits points rouges, principalement parce qu'il est attiré par la gravitation de l'amas de galaxies Abell 2744, également connu sous le nom de L'amas de Pandore. QSO1 est agrandi et triplement imagé, apparaissant à trois endroits différents dans le ciel.
