Les premières structures du chaos après le Big Bang n’étaient pas des étoiles, mais des trous noirs «primordiaux». Ceci est indiqué par l’analyse des données du télescope spatial James Webb, qui renforce ainsi une hypothèse de Stephen Hawking de la fin de sa carrière.
Aussi étranges qu’ils soient, nous nous sommes habitués aux trous noirs. Ces endroits étranges où la masse est si extrêmement condensée que la gravité emprisonne la lumière et le rayonnement autre, le temps ralentit, et au point central, la singularité, s’arrête – ils ont longtemps été une caractéristique standard de la culture pop et de la science-fiction. Et comme il y a six ans, un composite de 200 astrophysiciens avec huit radiotélescopes n’a pas simplement «tourné» une photo d’un tel monstre de masse, mais l’a reconstruit à partir des données, nous ressentons même une connexion avec elle: un anneau de feu autour d’une tache noire!
Nous avons également accepté l’idée qu’un trou noir supermassif réside au centre de chaque galaxie, y compris notre Voie lactée. C’est peut-être parce qu’une vieille étoile doit d’abord brûler dans une supernova, puis ses restes s’effondrent dans un trou noir, qui se combine ensuite avec les autres, s’accumulant de plus en plus. Ainsi, au départ, nous pensons qu’il y a des étoiles et des planètes, et avec elle, le tangible et le béton. Mais une nouvelle étude remet en question exactement cela.
Les astrophysiciens ont longtemps réfléchi à la façon dont les trous noirs auraient pu être créés dans la jeunesse de l’univers, dans les premiers milliards d’années après le Big Bang, en tant que trous noirs supermassifs. Nous le voyons à travers des télescopes qui nous emmènent dans un voyage dans le temps, mais de longues périodes sont nécessaires pour que les étoiles se forment et meurent selon les théories habituelles et pour que leurs restes se développent dans ces structures monstrueuses. Ce n’est tout simplement pas possible dans cette période relativement courte. Il existe différentes théories pour y remédier, mais aucune n’est vraiment convaincante.
Ce que QSO1 nous dit
Maintenant, un groupe de recherche autour de Roberto Maiolino et Hannah Uebler du Université de Cambridge présente une nouvelle idée. Ils ont analysé les données de QSO1, un quasar – un noyau galactique actif super brillant – qui brille d’une galaxie à 12,8 milliards d’années-lumière. La lumière de QSO1 a voyagé pendant des milliards d’années pour nous atteindre, offrant un aperçu du début de l’univers. Les chercheurs ont trouvé des preuves d’une grande quantité de gaz entourant le quasar, et ce gaz semble tourner autour d’un trou noir.
Ce qui est surprenant, c’est que le gaz ne tourne pas comme on pouvait s’y attendre. Selon les modèles actuels, le gaz devrait tourner de manière relativement ordonnée. Cependant, les observations montrent que le gaz est très turbulent et chaotique. Cela suggère que le trou noir au centre de QSO1 n’est pas un trou noir supermassif typique formé à partir de l’effondrement des étoiles. Au lieu de cela, il peut s’agir d’un trou noir primordial, formé directement à partir des fluctuations de densité dans l’univers précoce.
Contexte expert
Les résultats concernant QSO1 ont provoqué une réévaluation des modèles cosmologiques existants. Il est en effet généralement compris que l’univers précoce a été une période d’expansion et de refroidissement rapide, avec de petites fluctuations de densité conduisant finalement à la formation d’étoiles et de galaxies. Cependant, l’existence de trous noirs primordiaux suggérerait que certaines structures se sont formées beaucoup plus tôt, directement à partir des conditions initiales de l’univers. Cela remet en question la compréhension conventionnelle de la formation de la structure et nécessite une enquête plus approfondie sur les processus qui se sont produits dans les suites immédiates du Big Bang.
Les calculs de l’équipe montrent que le trou noir dans QSO1 a une masse d’environ 1,2 milliard de fois celle de notre soleil. C’est une masse importante, et c’est
Trous noirs primordiaux: dévoiler les mystères cosmiques à travers QSO1
Les données nouvellement analysées de l’Université de Cambridge offrent un aperçu alléchant des débuts chaotiques de l’univers, suggérant des structures bien plus étranges qu’on ne l’imaginait précédemment.
Q: Quelle nouvelle découverte la présente l’Université de Cambridge?
UN: Des chercheurs de l’Université de Cambridge ont analysé les données de QSO1, un quasar extrêmement lumineux situé à 12,8 milliards d’années-lumière. Leurs résultats suggèrent que le gaz entourant ce quasar tourne chaotiquement, ce qui remet en question les modèles actuels de formation de trous noirs.
Q: Qu’est-ce qui est inhabituel dans la rotation des gaz autour de QSO1?
UN: Les modèles cosmologiques actuels prédisent le gaz autour des quasars devraient tourner de manière relativement ordonnée. Cependant, les observations de QSO1 ont révélé un mouvement de gaz hautement turbulent et chaotique, indiquant un écart par rapport au comportement typique des trous noirs.
Q: Que pourrait-il suggérer ce gaz chaotique sur le trou noir dans QSO1?
UN: La rotation chaotique pointe vers la possibilité que le trou noir au centre de QSO1 ne soit pas un trou noir supermassif standard formé à partir d’étoiles effondrées. Au lieu de cela, il pourrait s’agir d’un trou noir primordial, qui peut s’être formé directement à partir de fluctuations de densité dans l’univers précoce.
Q: Dans quelle mesure le trou noir est-il massif dans QSO1?
UN: Les calculs indiquent que le trou noir au centre de QSO1 possède une masse environ 1,2 milliard de fois celle de notre soleil. Cette masse significative ajoute à l’intrigue entourant son origine potentielle.
Q: Quelle est l’existence de trous noirs primordiaux pour notre compréhension de l’univers précoce?
UN: S’il existe des trous noirs primordiaux, cela suggère que certaines structures se sont formées beaucoup plus tôt que prévu, directement à partir des conditions initiales de l’univers. Cela remet en question les idées conventionnelles sur la façon dont les étoiles et les galaxies ont émergé de l’expansion rapide et du refroidissement après le Big Bang.
Q: Qu’est-ce qu’un quasar?
UN: Un quasar, comme QSO1, est un noyau galactique super brillant et actif. Ce sont des objets célestes incroyablement brillants alimentés par des trous noirs supermassifs activement accrétant la matière.
Q: Pourquoi la lumière de QSO1 est-elle significative?
UN: La lumière de QSO1 a voyagé pendant 12,8 milliards d’années pour nous parvenir. Cet immense voyage permet aux scientifiques d’étudier cet objet distant et de mieux comprendre les conditions du début de l’univers.
Q: En quoi les trous noirs primordiaux diffèrent-ils des trous noirs supermassifs typiques?
UN: On pense que les trous noirs supermassifs typiques se forment à partir de l’effondrement des étoiles massives. On suppose que les trous noirs primordiaux se sont formés directement à partir de fluctuations de densité dans l’univers extrêmement précoce, peut-être avant même les premières étoiles.
Q: Qu’est-ce que le «noyau galactique actif» Meen?
UN: Un noyau galactique actif (AGN) est la région centrale extrêmement lumineuse de certaines galaxies, alimentée par un trou noir supermassif qui consomme activement la matière environnante. Les quasars sont le type d’agn le plus énergique.
Q: Quel outil a été utilisé pour collecter ces données?
UN: L’analyse présentée ici est basée sur des données collectées auprès du télescope spatial James Webb, un instrument puissant pour observer l’univers lointain.
Ces résultats présentent un cas convaincant pour réexaminer nos origines cosmiques et les tout premiers éléments constitutifs de l’univers.
https://www.youtube.com/watch?v=ATHVODYW_UQ