Black hole in early universe appears to be consuming matter at over 40 times its theoretical limit
Un trou noir de faible masse dans l'univers primitif semble consommer de la matière à plus de 40 fois sa limite théorique
par Association of Universities for Research in Astronomy
Cette illustration d'artiste montre une galaxie naine rouge de l'univers primitif qui abrite un trou noir à alimentation rapide en son centre. En utilisant les données du JWST de la NASA et de l'observatoire à rayons X Chandra, une équipe d'astronomes du NOIRLab de la National Science Foundation américaine a découvert ce trou noir de faible masse au centre d'une galaxie à peine 1,5 milliard d'années après le Big Bang. Il accrète de la matière à une vitesse phénoménale - plus de 40 fois la limite théorique. Bien que de courte durée, le « festin » de ce trou noir pourrait aider les astronomes à expliquer comment les trous noirs supermassifs se sont développés si rapidement dans l'univers primitif. Crédit : NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/M. Zamani
Des trous noirs supermassifs existent au centre de la plupart des galaxies, et les télescopes modernes continuent de les observer à des moments étonnamment précoces de l'évolution de l'univers.
Il est difficile de comprendre comment ces trous noirs ont pu grossir aussi rapidement. Mais avec la découverte d'un trou noir supermassif de faible masse se nourrissant de matière à un rythme extrême, observé seulement 1,5 milliard d'années après le Big Bang, les astronomes disposent désormais de nouvelles informations précieuses sur les mécanismes de croissance rapide des trous noirs dans l'univers primitif.
LID-568 a été découvert par une équipe interinstitutionnelle d'astronomes dirigée par Hyewon Suh, astronome de l'Observatoire international Gemini/NSF NOIRLab. Ils ont utilisé le télescope spatial James Webb (JWST) pour observer un échantillon de galaxies provenant de l'étude COSMOS de l'observatoire à rayons X Chandra.
Cette population de galaxies est très brillante dans la partie des rayons X du spectre, mais est invisible dans l'optique et le proche infrarouge. La sensibilité infrarouge unique du JWST lui permet de détecter ces faibles émissions homologues.
LID-568 se distingue dans l'échantillon par son émission intense de rayons X, mais sa position exacte n'a pas pu être déterminée à partir des seules observations de rayons X, ce qui soulève des inquiétudes quant au centrage correct de la cible dans le champ de vision du JWST.
Ainsi, plutôt que d'utiliser la spectroscopie à fente traditionnelle, les scientifiques de l'instrumentation du JWST ont suggéré à l'équipe de Suh d'utiliser le spectrographe à champ intégral du NIRSpec du JWST. Cet instrument peut obtenir un spectre pour chaque pixel dans le champ de vision de l'instrument plutôt que d'être limité à une tranche étroite.
"En raison de sa nature faible, la détection de LID-568 serait impossible sans le JWST. L'utilisation du spectrographe à champ intégral était innovante et nécessaire pour obtenir notre observation", explique Emanuele Farina, astronome à l'Observatoire international Gemini/NSF NOIRLab et co-auteur de l'article "Un trou noir super-accrétant Eddington ~1,5 Gyr après le Big Bang observé avec le JWST", paru dans Nature Astronomy.
Le NIRSpec du JWST a permis à l'équipe d'obtenir une vue complète de leur cible et de sa région environnante, ce qui a conduit à la découverte inattendue de puissants écoulements de gaz autour du trou noir central. La vitesse et la taille de ces écoulements ont conduit l'équipe à déduire qu'une fraction substantielle de la croissance de masse de LID-568 pourrait avoir eu lieu lors d'un seul épisode d'accrétion rapide.
"Ce résultat fortuit a ajouté une nouvelle dimension à notre compréhension du système et a ouvert des pistes de recherche passionnantes", déclare Suh.
Dans une découverte étonnante, Suh et son équipe ont découvert que LID-568 semble se nourrir de matière à un rythme 40 fois supérieur à sa limite d'Eddington. Cette limite est liée à la luminosité maximale qu'un trou noir peut atteindre, ainsi qu'à la vitesse à laquelle il peut absorber de la matière, de sorte que sa force gravitationnelle vers l'intérieur et la pression vers l'extérieur générée par la chaleur de la matière comprimée et en chute restent en équilibre.
Lorsque la luminosité de LID-568 a été calculée comme étant bien plus élevée que ce qui était théoriquement possible, l'équipe savait qu'elle tenait quelque chose de remarquable dans ses données.
« Ce trou noir se régale », déclare Julia Scharwächter, astronome et co-auteure de l'International Gemini Observatory/NSF NOIRLab.
« Ce cas extrême montre qu'un mécanisme d'alimentation rapide au-dessus de la limite d'Eddington est l'une des explications possibles de la raison pour laquelle nous voyons ces trous noirs très lourds si tôt dans l'univers. »
La découverte de LID-568 montre également qu'il est possible pour un trou noir de dépasser sa limite d'Eddington, et offre la première opportunité aux astronomes d'étudier comment cela se produit.
XXXXXXXXXXXXXX
COMMENTAIRE
Depuis presqu'un an la communauté des astrophysiciens n en finit pas de s 'étonner ders résultats de la mossion JAMES WEBB :
- Galaxies primordiales déjà remplies a ras bord :
- Cosmos primordial identique au notre actuel
- etc
Certains mettent alors en doute la diuurée de l univers ,les mesures des distances , le modèle de cosmogénèse et bien sur le big bang !!
L article d aujoirdhui prend lui le chemin de montrer que certains types de mécanismes pourraient etre bien plus actifs et rapides qu on le pensait...
La communauté des astrophysiciens hésite encore a se remettre en cause ...Me modèle d éunivers ACDM va t il survivre ?????
XXXXXXXXXXXXXXXXXX
More information: A super-Eddington-accreting black hole ~1.5 Gyr after the Big Bang observed with JWST, Nature Astronomy (2024). DOI: 10.1038/s41550-024-02402-9. www.nature.com/articles/s41550-024-02402-9
Journal information: Nature Astronomy
Provided by Association of Universities for Research in Astronomy
Explore further
This is the oldest black hole ever seen
utilisé le télescope
Aucun commentaire:
Enregistrer un commentaire