Une équipe internationale d’astronomes annonce la détection des deux plus anciens quasars jamais observés, repérés par le télescope spatial Euclid de l’Agence spatiale européenne (ESA). Ces objets, parmi les plus lumineux de l’univers, datent d’une époque où l’univers n’avait que 670 millions d’années, soit 20 millions d’années de moins que le précédent record, selon Franceinfo - Sciences.

Ce qu'il faut retenir

  • Deux quasars records : Les objets les plus anciens connus, émettant leur lumière il y a 13,13 milliards d’années, quand l’univers était âgé de 670 millions d’années.
  • Lumière des « monstres » : Leur éclat dépasse celui de milliers de milliards de Soleils, produit par des trous noirs supermassifs engloutissant la matière environnante.
  • 31 quasars au total : Euclid a permis d’identifier 31 de ces objets anciens, doublant presque le nombre connu jusqu’ici.
  • Période clé : Ces quasars datent de l’époque de la réionisation, lorsque les premières galaxies et étoiles ont commencé à dissiper le brouillard cosmique.
  • Masse colossale : Les trous noirs à leur origine atteignent plusieurs milliards de fois la masse du Soleil, une croissance rapide encore mal expliquée.

Des phares cosmiques vieux comme l’univers primordial

Ces quasars, noyaux actifs de galaxies primitives, sont les objets les plus lumineux de l’univers. Leur détection par Euclid marque une avancée majeure pour comprendre les premiers âges cosmiques. « Ces noyaux de galaxies, où des trous noirs supermassifs absorbent frénétiquement la matière, émettent une lumière équivalente à celle de milliers de milliards de Soleils », explique l’équipe internationale d’astronomes. Leur lumière a voyagé pendant plus de 13 milliards d’années avant d’être captée par le télescope spatial.

Le précédent record datait de 2021, lorsque la même équipe avait identifié un quasar âgé de 690 millions d’années. Avec ces deux nouveaux spécimens, les scientifiques disposent désormais d’objets encore plus anciens, offrant une fenêtre unique sur l’univers à ses débuts.

Euclid, un outil révolutionnaire pour l’astronomie

Lancé en 2023, le télescope Euclid a « bouleversé le domaine » de la chasse aux quasars, selon Daming Yang, principal auteur de l’étude et doctorant à l’Université de Leiden (Pays-Bas). « En seulement deux ans, Euclid a permis de doubler le nombre de quasars anciens connus », souligne-t-il. Avant son déploiement, les astronomes devaient se contenter des observations réalisées depuis le sol, bien moins précises pour ces objets lointains.

Les quasars détectés par Euclid se trouvent dans une période charnière de l’histoire cosmique : celle de la réionisation. Cette phase, survenue entre 250 millions et 1 milliard d’années après le Big Bang, a vu la formation des premières étoiles et galaxies. Leur lumière a progressivement dissipé le brouillard d’hydrogène neutre qui emplissait alors l’univers, le rendant transparent à la lumière.

Des trous noirs géants nés dans l’enfance de l’univers

Le mystère entourant ces quasars reste entier. « Ces monstres, dont la masse atteint plusieurs milliards de fois celle du Soleil, existaient déjà quand l’univers était dans son enfance », précise Daming Yang. « Nous ne comprenons toujours pas bien comment ils ont pu devenir si massifs aussi rapidement. » Leur existence précoce pose des défis aux modèles théoriques actuels, qui peinent à expliquer une croissance aussi rapide des trous noirs supermassifs.

Les chercheurs s’interrogent également sur le rôle de ces quasars dans l’évolution des galaxies. Leur activité intense pourrait influencer la formation stellaire et la dynamique des galaxies hôtes, un sujet qui reste à explorer. « Ces objets sont des laboratoires naturels pour étudier les lois de la physique dans des conditions extrêmes », ajoute Daming Yang.

Vers une chronologie des quasars du premier milliard d’années

L’équipe prévoit d’étudier ces nouveaux quasars avec le télescope spatial James Webb, dont les instruments infrarouges sont idéaux pour analyser la lumière de ces objets anciens. « Nous allons combiner les données d’Euclid et de James Webb pour dresser une chronique des quasars durant le premier milliard d’années de l’univers », explique Joseph Hennawi, co-auteur de l’étude et professeur à l’Université de Californie (Santa Barbara).

Cette approche pluridisciplinaire devrait permettre de mieux comprendre les mécanismes à l’œuvre dans ces galaxies primitives. Les astronomes espèrent notamment identifier des indices sur la façon dont les premiers trous noirs supermassifs se sont formés et ont interagi avec leur environnement.

Et maintenant ?

Les prochaines observations avec James Webb pourraient révéler des détails inédits sur la composition chimique de ces quasars et leur environnement. Les chercheurs prévoient également d’utiliser les données d’Euclid pour identifier d’autres objets anciens, dans l’espoir de combler les lacunes sur les premiers âges de l’univers. D’ici 2027, une nouvelle campagne d’observation avec Euclid est attendue, promettant d’étendre encore la liste des quasars connus. Reste à voir si de nouveaux records d’âge seront battus.

En attendant, ces découvertes soulignent l’importance des missions spatiales comme Euclid et James Webb pour percer les secrets des origines cosmiques. Pour les astronomes, chaque nouveau quasar ancien repéré est une pièce supplémentaire du puzzle universel.

La luminosité extrême des quasars provient de l’accrétion de matière par un trou noir supermassif en leur centre. Lorsque la matière, sous forme de gaz et de poussière, spirale vers le trou noir, elle chauffe à des températures de plusieurs millions de degrés, émettant une lumière intense sur tout le spectre électromagnétique, des rayons X aux ondes radio.