Un amas de galaxies récemment découvert pourrait réécrire notre connaissance de l’univers en brûlant cinq fois plus chaud que prévu
Un amas de galaxies récemment découvert pourrait réécrire notre compréhension de l’univers, affirment les experts, alors qu’il brûle cinq fois plus chaud que prévu. Les chercheurs ont repéré « quelque chose que l’univers n’était pas censé avoir ». Cet amas, baptisé SPT2349-56, est observé à seulement 1,4 milliard d’années après le Big Bang. Les astronomes pensaient que de telles températures extrêmes ne seraient possibles que dans des amas plus matures qui se sont formés plus tard dans l’histoire de l’univers. Ce « bébé amas » pourrait indiquer que les tout premiers instants de l’univers furent bien plus explosifs que ce que l’on pensait jusqu’ici.
ALMA révèle une température intracluster bien plus élevée que prévu dans un amas encore jeune
En utilisant le télescope ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), les chercheurs ont regardé 12 milliards d’années dans le passé. À ce moment-là, l’amas baptisé SPT2349-56 était extrêmement immature, mais déjà extraordinairement vaste pour son âge. Son cœur s’étend sur plus de 500 000 années-lumière, soit environ 153 kiloparsecs, ce qui représente peu ou près la taille du halo de matière et de matière noire entourant la Voie lactée. L’amas contient plus de 30 galaxies extrêmement actives qui produisent des étoiles plus de 5 000 fois plus rapidement que dans notre galaxie. Cependant, lorsque les chercheurs ont mesuré la température du milieu intracluster, ils ont découvert qu’elle était bien plus chaude que les modèles ne prévoyaient pour cette époque dans l’univers. Les chercheurs ne savent pas exactement comment l’amas est devenu si chaud. Cependant, ils suggèrent que cela pourrait être lié aux trois trous noirs supermassifs récemment découverts dans l’amas. Co-auteure Dazhi Zhou, doctorante à l’Université de la Colombie-Britannique, déclare : « Nous ne nous attendions pas à voir une atmosphère de cluster aussi chaude si tôt dans l’histoire cosmique. » « En fait, au début, j’étais sceptique à propos du signal, car il était trop fort pour être réel. » « Mais après des mois de vérification, nous avons confirmé que ce gaz est au moins cinq fois plus chaud que prévu, et même plus chaud et plus énergétique que ce que l’on trouve dans de nombreux amas actuels. »
Les trous noirs supermassifs en jeu et les implications pour notre compréhension de l’univers
Les chercheurs pensent que la chaleur inhabituelle pourrait être générée par trois trous noirs supermassifs présents dans l’amas. Co-auteur Professeur Scott Chapman, de l’Université Dalhousie qui a mené la recherche alors qu’il était au Conseil national de recherches du Canada, déclare que ces trous noirs « déversaient déjà d’énormes quantités d’énergie dans les environs et façonnaient le jeune amas, bien plus tôt et plus fortement que nous ne le pensions. » Ceci s’inscrit dans un contexte où les astronomes découvrent de plus en plus de trous noirs supermassifs dans l’univers primitif qui semblent avoir grandi plus rapidement que prévu. L’an dernier, des chercheurs utilisant le James Webb Space Telescope ont repéré un « petit point rouge » de trou noir supermassif en croissance active à l’intérieur d’une galaxie seulement 570 millions d’années après le Big Bang. Important : ce trou noir était bien plus gros que ce que la taille de la galaxie hôte suggérait. Le professeur Chapman affirme que l’étude de la façon dont ces dynamiques se déploient est essentielle pour expliquer l’univers qui nous entoure aujourd’hui. Comprendre les amas de galaxies est la clé pour comprendre les plus grandes galaxies de l’univers. Ces galaxies massives résident principalement dans des amas, et leur évolution est fortement façonnée par l’environnement extrêmement dense des amas au fur et à mesure de leur formation, y compris le milieu intracluster. Les trous noirs sont si denses et leur attraction gravitationnelle est si forte qu’aucune forme de radiation ne peut les échapper — pas même la lumière. Ils agissent comme des sources gravitationnelles intenses qui aspirent poussière et gaz autour d’eux. Leur attraction gravitationnelle intense est supposée être ce autour de quoi les étoiles des galaxies orbitent. La façon dont ils se forment est encore mal comprise. On pense qu’ils peuvent se former lorsque un grand nuage de gaz jusqu’à 100 000 fois la masse du Soleil s’effondre pour former un trou noir. Puis, de telles graines se fusionnent pour former des trous noirs supermassifs situés au centre de chaque galaxie massive connue. Alternativement, une graine de trou noir supermassif pourrait venir d’une étoile géante d’environ 100 fois la masse du Soleil qui finit par former un trou noir après avoir épuisé son carburant et s’effondrer. Lorsque ces étoiles géantes meurent, elles vont aussi en « supernova ».
