Le télescope spatial James Webb a permis d’observer des objets célestes extrêmement lointains, révélant des phénomènes intrigants qui datent de l’aube de l’univers. Ces découvertes remettent en question nos connaissances sur la formation des premières structures cosmiques.

Grâce à ses capacités de pointe, le télescope spatial James Webb (JWST) a pu observer des “quasars“, des objets célestes extrêmement brillants alimentés par des trous noirs supermassifs. Ils se forment lorsque la matière (gaz, poussière, étoiles) tombe dans un trou noir, ce qui crée cette intense émission de lumière. Ces phénomènes sont visibles à des milliards d’années-lumière, ce qui permet aux scientifiques de remonter le temps et d'observer l'univers tel qu'il était il y a plus de 13 milliards d’années, peu après le Big Bang. Cependant, la présence de ces derniers à une époque où celui-ci était encore très jeune, est surprenante, car elle remet en question les théories actuelles sur la formation des trous noirs.

Ces découvertes ont été réalisées en étudiant cinq des quasars les plus anciens, formés entre 600 et 700 millions d’années après le Big Bang. Les chercheurs ont observé leurs “champs de quasars”, des régions où ces objets cosmiques sont supposés puiser la matière nécessaire à leur croissance. Contrairement aux attentes, certains de ces objets se trouvent dans des environnements très pauvres en matière, ce qui rend difficile l’explication de leur croissance rapide. Les scientifiques ont ainsi constaté que certains, isolés, n'ont presque aucune galaxie proche pour les alimenter, ce qui remet en question les modèles établis.

Les premiers trous noirs géants étonnent les scientifiques avec leur croissance rapide

En théorie, les trous noirs supermassifs grandissent en captant des nuages de gaz et de poussière, souvent guidés par les filaments de la matière noire formant le “réseau cosmique”. Ce réseau de matière sombre sert de trame pour attirer la matière et construire des galaxies autour de ces trous noirs. Pourtant, les observations du JWST montrent que certains géants évoluent dans des régions moins denses, presque désertiques, où l'approvisionnement en matière est insuffisant. Cette situation rend encore plus mystérieuse la façon dont ces quasars ont pu atteindre des masses de plusieurs milliards de fois celle du Soleil, en aussi peu de temps.

Ces résultats remettent en question les théories sur la formation des galaxies et des trous noirs supermassifs. Les scientifiques envisagent plusieurs hypothèses pour expliquer cette énigme. Il est possible que certains de ces trous noirs soient entourés de poussière cosmique qui masque les galaxies environnantes, rendant ainsi difficile leur détection. Une autre possibilité serait que ces quasars connaissent des “poussées de croissance” encore mal comprises, leur permettant de se développer rapidement même en l'absence de matière abondante. La prochaine étape pour les chercheurs consistera à affiner les observations du JWST afin de détecter d'éventuelles galaxies cachées autour de ces objets solitaires.

Source : The Astrophysical Journal, Volume 974, Number 2