Le James Webb relance le débat : trou noir ou galaxie, qui est né en premier ?
Le télescope spatial James Webb (JWST) continue de nous émerveiller et de bousculer nos certitudes sur l’Univers primitif. Une nouvelle découverte, publiée dans la revue Nature Astronomy, jette un pavé dans la mare concernant l’une des plus grandes énigmes de la cosmologie : la relation entre les trous noirs supermassifs et les galaxies qui les abritent. Qui du trou noir ou de la galaxie est apparu en premier ? Le Webb nous donne des indices surprenants.
Des monstres cosmiques étonnamment précoces
Jusqu’à présent, la théorie dominante suggérait que les trous noirs supermassifs, ces colosses dont la masse équivaut à des millions, voire des milliards de soleils, se formaient et grandissaient après la naissance des galaxies. Ils étaient considérés comme le produit de l’évolution des étoiles et du gaz au centre de ces structures galactiques.
Cependant, le JWST a observé des objets datant de seulement 570 millions d’années après le Big Bang qui semblent remettre en question ce scénario. L’étude a ciblé une région appelée UHZ1, située dans l’amas de galaxies Abell 2744. Grâce à l’effet de lentille gravitationnelle provoqué par l’amas, les chercheurs ont pu examiner une galaxie extrêmement lointaine et faible.
UHZ1 et JADES-GS-z7-01-Q : des anomalies cosmiques
En analysant la lumière provenant de UHZ1, les scientifiques ont détecté la présence d’un trou noir supermassif incroyablement lumineux et massif, atteignant 10 à 100 millions de fois la masse du Soleil, et ce, alors que la galaxie hôte est relativement petite. Cette disproportion est frappante : le trou noir est beaucoup plus massif par rapport à sa galaxie que ce que l’on observe dans l’Univers local.
Une observation similaire a été faite sur la galaxie JADES-GS-z7-01-Q, détectée par une autre équipe. Elle abrite également un trou noir supermassif disproportionnellement grand pour sa galaxie, et ce, à une époque très reculée de l’Univers.
Le scénario du « Big Bang des Trous Noirs » gagne du terrain
Ces découvertes renforcent une théorie alternative, celle des « trous noirs à graines lourdes » ou « Big Bang des Trous Noirs ». Cette hypothèse propose que certains trous noirs supermassifs ne se soient pas formés à partir de l’effondrement de la première génération d’étoiles (qui donnerait des « graines légères » de quelques dizaines à centaines de masses solaires), mais directement à partir de l’effondrement de gigantesques nuages de gaz primordiaux, formant ainsi des « graines lourdes » de plusieurs dizaines de milliers de masses solaires dès le départ.
Si ce scénario est correct, cela signifierait que les trous noirs supermassifs pourraient être apparus avant ou en même temps que leurs galaxies hôtes, agissant peut-être même comme des « catalyseurs » pour la formation galactique. Au lieu d’être un produit de l’évolution galactique, ils auraient pu jouer un rôle fondateur.
Et maintenant ?
Ces observations du James Webb ne sont que le début. Elles ouvrent de nouvelles perspectives et posent de nouvelles questions. Les astronomes vont désormais s’employer à trouver davantage de ces « graines lourdes » précoces pour mieux comprendre les mécanismes de formation des trous noirs supermassifs et leur lien intime avec l’évolution des galaxies. L’énigme du « qui a précédé l’autre » est loin d’être résolue, mais le JWST nous rapproche un peu plus de la réponse.