Un vrai morfal : ce trou noir géant engloutit un Soleil par jour, et ça commence à se voir !

À l’aide du Très Grand
Télescope (VLT) de l’Observatoire Européen Austral (ESO), des
astronomes ont étudié un quasar remarquable désormais considéré
comme l’objet le plus lumineux jamais observé. Ce trou noir environ
500 000 milliards de fois plus lumineux que notre étoile augmente
sa masse d’un équivalent solaire par jour, ce qui en fait également
le trou noir à la croissance la plus rapide jamais
observé.

Les objets les plus lumineux de l’Univers

Un quasar, abréviation de
« quasi-stellar radio source » (source radio
quasi-stellaire), est une entité astronomique extrêmement
lumineuse et éloignée. Ces objets sont associés aux noyaux
galactiques actifs (AGN), les régions centrales de certaines
galaxies qui contiennent des trous noirs
supermassifs. Les quasars émettent une quantité
extraordinaire d’énergie, s’imposant ainsi comme les objets les
plus lumineux de l’Univers observable.

Les astronomes pensaient que ces
objets (découverts pour la première fois dans les années 1960 et
apparaissant comme des sources ponctuelles de lumière très
brillante lorsqu’observés dans le domaine des ondes radio) étaient
des étoiles situées au sein de notre propre galaxie, d’où leur nom.
Cependant, des observations plus approfondies ont révélé qu’ils
étaient situés à des distances cosmiques considérables, bien
au-delà des étoiles de notre Voie lactée.

L’émission intense des quasars
provient du processus d’accrétion de matière par
un trou noir supermassif. En effet, ces trous noirs attirent la
matière environnante (gaz, poussière et étoiles) dans un disque
d’accrétion avant de l’engloutir. Au cours de ce processus,
d’énormes quantités d’énergie sont libérées sous forme de
radiations électromagnétiques, allant des ondes radio aux rayons
X.

Les quasars jouent un rôle
essentiel dans la compréhension de l’évolution des galaxies et de
l’Univers lui-même. Leur étude permet en effet aux astronomes de
remonter dans le temps cosmique et de mieux comprendre les
conditions qui prévalaient dans l’Univers primordial.

Un trou noir incroyablement vorace

Une équipe est récemment tombée sur le quasar de tous les
records, ou presque. Nommé J0529-4351, cet objet
est si éloigné de la Terre que sa lumière a voyagé pendant plus de
douze milliards d’années pour nous parvenir.

Le trou noir de ce quasar est très
vorace. D’après les chercheurs, l’objet consommerait en
effet un peu plus d’un Soleil par jour d’équivalent en
matière et atteint ainsi une masse impressionnante de
17 milliards de soleils. La matière attirée forme
alors un disque d’accrétion dont l’énergie est telle que ce quasar
est plus de 500 000 milliards de fois plus lumineux que
notre étoile.

Ce disque, qui mesure sept
années-lumière de diamètre, est également considéré comme
le plus grand disque d’accrétion de l’Univers.

Si cet objet record est resté
inconnu pendant tout ce temps, c’est principalement parce que la
recherche de quasars implique souvent l’utilisation de modèles
d’apprentissage automatique sur d’énormes ensembles de données
célestes. Cependant, ces modèles sont formés sur des données
existantes, ce qui peut entraîner le rejet de candidats
atypiques.

Dans le cas de J0529-4351, une
analyse automatisée des données du satellite Gaia de l’Agence
spatiale européenne avait initialement considéré l’objet comme une
étoile en raison de sa luminosité exceptionnelle. La confirmation
de son statut aura nécessité l’utilisation du spectrographe
X-shooter du Very Large Telescope (VLT), situé dans le désert
chilien d’Atacama.

Cette découverte exceptionnelle
ouvre la voie à de futures observations avec la mise à niveau de
l’interféromètre du VLT, ainsi qu’avec le futur Extremely Large
Telescope (ELT) de l’ESO, pour permettre de mieux comprendre ces
objets éloignés.