À l'aide du très grand télescope (VLT) de l'Observatoire européen austral (ESO), les astronomes ont caractérisé un quasar brillant, constatant qu'il s'agit non seulement du plus brillant de son type, mais aussi de l'objet le plus lumineux jamais observé. Les quasars sont les noyaux brillants de galaxies lointaines et sont alimentés par des trous noirs supermassifs.
Le trou noir de ce quasar record augmente en masse de l'équivalent d'un soleil par jour, ce qui en fait le trou noir dont la croissance est la plus rapide à ce jour.
Les trous noirs qui alimentent les quasars collectent la matière de leur environnement dans le cadre d'un processus énergétique qui émet de grandes quantités de lumière. À tel point que les quasars font partie des objets les plus brillants de notre ciel, ce qui signifie que même les plus éloignés sont visibles depuis la Terre. Généralement, les quasars les plus lumineux indiquent les trous noirs supermassifs à la croissance la plus rapide.
"Nous avons découvert le trou noir dont la croissance est la plus rapide connue à ce jour. Il a une masse de 17 milliards de soleils et consomme un peu plus d'un soleil par jour. Cela en fait l'objet le plus lumineux de l'univers connu", déclare Christian Wolf, astronome. à l'Université nationale australienne (ANU) et auteur principal de l'étude publiée Nature Astronomy . Le quasar, appelé J0529-4351, est si éloigné de la Terre que sa lumière a mis plus de 12 milliards d'années à nous parvenir.
La matière attirée vers ce trou noir, sous la forme d’un disque, émet tellement d’énergie que J0529-4351 est plus de 500 000 milliards de fois plus lumineux que le soleil. "Toute cette lumière provient d'un disque d'accrétion chaud qui mesure sept années-lumière de diamètre. Ce doit être le plus grand disque d'accrétion de l'univers", explique le Ph.D. de l'ANU. étudiant et co-auteur Samuel Lai. Sept années-lumière représentent environ 15 000 fois la distance entre le soleil et l'orbite de Neptune.
Remarquablement, ce quasar record se cachait à la vue de tous. "Il est surprenant qu'il soit resté inconnu jusqu'à aujourd'hui alors que nous connaissons déjà un million de quasars moins impressionnants. Il nous a été regardé en face jusqu'à présent", déclare le co-auteur Christopher Onken, astronome à l'ANU. Il a ajouté que cet objet est apparu sur des images de l'ESO Schmidt Southern Sky Survey datant de 1980, mais qu'il n'a été reconnu comme un quasar que des décennies plus tard.
La recherche de quasars nécessite des données d'observation précises provenant de vastes zones du ciel. Les ensembles de données qui en résultent sont si volumineux que les chercheurs utilisent souvent des modèles d'apprentissage automatique pour les analyser et distinguer les quasars des autres objets célestes.
Cependant, ces modèles sont entraînés sur des données existantes, ce qui limite les candidats potentiels à des objets similaires à ceux déjà connus. Si un nouveau quasar est plus lumineux que tout autre observé précédemment, le programme pourrait le rejeter et le classer à la place comme une étoile pas trop éloignée de la Terre.
Une analyse automatisée des données du satellite Gaia de l'Agence spatiale européenne a survolé J0529-4351 parce qu'il était trop brillant pour être un quasar, suggérant qu'il s'agissait plutôt d'une étoile. Les chercheurs l'ont identifié comme un quasar lointain l'année dernière à l'aide des observations du télescope ANU de 2,3 mètres de l'observatoire de Siding Spring en Australie.
Cependant, découvrir qu’il s’agissait du quasar le plus lumineux jamais observé a nécessité un télescope plus grand et des mesures à partir d’un instrument plus précis. Le spectrographe X-shooter du VLT de l'ESO dans le désert chilien d'Atacama a fourni des données cruciales.
Le trou noir dont la croissance est la plus rapide jamais observée sera également une cible parfaite pour la mise à niveau GRAVITY+ de l'interféromètre VLT (VLTI) de l'ESO, conçu pour mesurer avec précision la masse des trous noirs, y compris ceux éloignés de la Terre. De plus, l'Extremely Large Telescope (ELT) de l'ESO, un télescope de 39 mètres en construction dans le désert chilien d'Atacama, rendra l'identification et la caractérisation de ces objets insaisissables encore plus réalisables.
La découverte et l'étude de trous noirs supermassifs lointains pourraient faire la lumière sur certains des mystères de l'univers primitif, notamment sur la manière dont eux et leurs galaxies hôtes se sont formés et ont évolué. Mais ce n'est pas la seule raison pour laquelle Wolf les recherche. "Personnellement, j'aime simplement la poursuite", dit-il. "Quelques minutes par jour, je me sens à nouveau comme un enfant, en train de jouer à la chasse au trésor, et maintenant je mets sur la table tout ce que j'ai appris depuis."
Plus d'informations : Christian Wolf, L'accrétion d'une masse solaire par jour par un trou noir de 17 milliards de masse solaire, Nature Astronomy (2024). DOI :10.1038/s41550-024-02195-x. www.nature.com/articles/s41550-024-02195-x
Informations sur le journal : Astronomie de la nature
Fourni par ESO
