Il fallait sans doute l’association de deux observatoires spatiaux — dont le tout jeune télescope James Webb — pour aboutir à une telle prouesse. Dans la journée du 6 novembre 2023, l’agence spatiale américaine (Nasa) a partagé sa dernière découverte : un trou noir caché au fin fond de l’univers observable. Sa particularité ? C’est le plus lointain jamais découvert à ce jour.
Plus exactement, c’est le plus lointain jamais détecté dans les rayons X. Les rayons X ne sont pas du tout la spécialité de James Webb (son truc à lui, c’est l’infrarouge). En revanche, l’observatoire Chandra est spécialement taillé pour cette mission. Cela fait plus de 20 ans qu’il braque ses instruments pour observer le rayonnement X dans l’espace.
Un trou noir presque aussi ancien que l’univers
Le trou noir en question, appelé UHZ1, a de quoi donner le tournis : d’abord, il est classé parmi les supermassifs. Dans cette catégorie, on trouve les poids lourds du genre, dont la masse atteint à la pesée plus d’un million de fois celle du Soleil). Mais surtout, c’est le plus distant jamais détecté dans les rayons X. Il se trouve à 13,2 milliards d’années-lumière de la Terre.
Il faut marquer un moment pour saisir ce que cela signifie. L’année-lumière est une unité de mesure qui se fonde sur la vitesse de déplacement des photons — qui constituent la lumière — dans le vide spatial. Ici, cela signifie que ce qui a été perçu de UHZ1 a mis 13,2 milliards d’années pour parvenir jusqu’aux instruments de James Webb et de Chandra.
Dans l’univers connu, en tout cas depuis le Big Bang, il n’y a pas grand-chose qui est plus vieux que 13,2 milliards d’années. D’ailleurs, rappelle le compte X (ex-Twitter) dédié à Chandra, les émissions liées au trou noir et qui viennent d’être observées proviennent d’une époque extrêmement originelle : l’univers n’avait alors que 3 % de son âge actuel, relève la Nasa.
C’est une mise en perspective abyssale. L’univers, dont l’âge par rapport au Big Bang est estimé à 14 milliards d’années, était alors un nourrisson. En comparaison, la Terre a un âge d’un peu plus de 4,5 milliards d’années. Le Soleil n’est guère plus vieux, avec un âge évalué autour de 4,6 milliards d’années. UHZ1 est presque trois plus ancien que la Terre. Au moins.
Comme le pointe la Nasa, le rayonnement X constitue la principale longueur d’onde pour étudier les trous noirs. C’est pour cela que Chandra joue un tel rôle dans cette découverte. Cependant, il est aussi possible de les identifier dans d’autres longueurs d’onde, même à cette distance. James Webb, qui opère dans l’infrarouge proche et moyen, a ainsi pu participer à cet effort.
UHZ1 est le plus éloigné de la Terre à date, parmi les trous noirs découverts via les rayons X. Mais ce n’est vraisemblablement pas le plus éloigné, tout court. En 2022, une étude estimait à 40 000 000 000 000 000 000 le nombre de trous noirs dans l’univers. Une quantité littéralement astronomique et les scientifiques n’en ont vu qu’une toute petite poignée.
À l’inverse, le trou noir le plus proche de la Terre découvert à date est Gaia BH1. Il se situe dans la constellation Ophiuchus (Serpentaire). À l’échelle de l’univers, Gaia BH1 est vraiment dans le voisinage immédiat du système solaire — si tant est que l’on puisse s’exprimer ainsi. Il est à moins de 1 600 années-lumière (1 565, pour être très précis) ! Ou 480 parsecs.
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