Découvert dans l'Univers primitif, un quasar exceptionnel combine une croissance fulgurante avec des émissions que les théories jugeaient incompatibles. Le trou noir supermassif se développe 13 fois plus vite que la limite d'Eddington.
En utilisant les capacités du télescope Subaru, des astronomes des universités de Waseda et Tohoku ont mis au jour un quasar remarquable dans l'Univers primitif. À environ 12 milliards d'années-lumiière, un trou noir supermassif en pleine phase d'alimentation présente une croissance extraordinairement rapide.En quoi cette croissance défie-t-elle les lois connues ?
La croissance d'un trou noir supermassif est normalement freinée par une limite de vitesse théorique, appelée la limite d'Eddington. Celle-ci est imposée par la pression de la radiation émise par la matière qui tombe dans le trou noir, laquelle repousse le gaz environnant. Bien que des phases de croissance ultra-rapide, ou super-Eddington, soient envisagées, elles sont considérées comme des événements rares et brefs.
Grâce à des mesures précises, l'équipe a découvert que ce quasar particulier engloutit la matière à un rythme environ 13 fois supérieur à la limite d'Eddington. Cette observation le place parmi les trous noirs à la croissance la plus rapide jamais détectée pour cette échelle de masse, posant un véritable défi aux théories actuelles sur l'accumulation de masse dans l'Univers primordial.
Pourquoi la présence de rayons X et d'un jet radio est-elle si surprenante ?
Ce qui rend cette découverte particulièrement déroutante, c'est la coexistence de plusieurs phénomènes jugés incompatibles. Les modèles théoriques prédisent que durant une phase de croissance aussi extrême, la structure interne du disque d'accrétion devrait changer, ce qui aurait pour effet de réduire considérablement les émissions de rayons X et d'affaiblir l'activité des jets de matière.
Pourtant, cet objet brille intensément à la fois en rayons X et en ondes radio, ce qui témoigne d'une couronne de plasma chaud très active et d'un jet radio puissant. Cette combinaison inattendue suggère que les mécanismes physiques à l'œuvre dans ces phases de croissance extrêmes ne sont pas encore pleinement compris et que nos simulations sont incomplètes.
Quelles sont les implications pour l'évolution des galaxies ?Les chercheurs avancent l'hypothèse que ce quasar a été observé durant une phase de transition très courte, potentiellement déclenchée par un afflux soudain et massif de gaz.
" Cette découverte pourrait nous rapprocher de la compréhension de la formation si rapide des trous noirs supermassifs dans l'Univers primitif ", souligne Sakiko Obuchi, auteure principale de l'étude publiée dans The Astrophysical Journal.
L'énergie colossale de son jet radio est suffisante pour influencer profondément sa galaxie hôte. En injectant de l'énergie dans le milieu interstellaire, de tels jets peuvent réguler la formation des étoiles et ainsi jouer un rôle crucial dans la co-évolution des galaxies et des trous noirs.
merci à GNT
