Un jet de trou noir gargantuesque remet l’histoire de l’Univers en question

Des astronomes ont récemment observé deux jets de plasma record émanant d’un trou noir supermassif. Ils sont si énormes que selon les auteurs de l’étude, repérée par Gizmodo, ils prouvent sans l’ombre d’un doute que ces ogres exercent une influence majeure sur de larges portions du cosmos, bien au-delà des galaxies où ils résident.

Les trous noirs supermassifs comptent parmi les objets les plus imposants de l’Univers, à tel point que leur influence gravitationnelle peut structurer d’immenses galaxies. Ce qui est moins connu, c’est qu’ils sont eux-mêmes à l’origine d’autres phénomènes aux mensurations encore plus exceptionnelles.

Porphyrion, un jet de trou noir record

Ils émettent notamment d’immenses jets de particules chargées qui traversent le cosmos à une vitesse proche de celle de la lumière, catapultées par le champ magnétique surpuissant des trous noirs. Ces phénomènes autrefois considérés comme plutôt rares s’étendent parfois sur des centaines, voire des milliers d’années-lumière. Mais les deux jets repérés par les astronomes du California Institut of Technologie, baptisés Porphyrion en référence à un célèbre géant de la mythologie grecque, sont encore bien plus intenses : ils mesurent… 23 millions d’années-lumière de bout en bout, et véhiculent une quantité d’énergie équivalente à plusieurs centaines de milliards de Soleils. 

C’est un record absolu qui pulvérise l’ancien tenant du titre, appelé Alcyoneus, avec une marge d’environ 40 %. La longueur de ces jets est si immense qu’elle est difficile à concevoir ; pour référence, cela représente environ 140 fois la longueur de notre Voie lactée. Il faudrait environ 190 milliards de milliards d’années pour couvrir cette distance en voiture sur une autoroute à la vitesse réglementaire.

Les trous noirs supermassifs ont le bras long

Si les auteurs sont particulièrement enthousiasmés par cette découverte, c’est parce que ses implications dépassent largement le fait d’établir un nouveau record. Les astronomes considèrent depuis longtemps que les trous noirs supermassifs jouent un rôle déterminant dans l’évolution de la galaxie où ils résident, en partie grâce à ces jets. Les incroyables quantités d’énergie qu’ils déversent affectent directement la formation des planètes et des étoiles, et contribuent à façonner ces amas stellaires tels qu’on les observe depuis la Terre. Mais l’existence de Porphyrion prouve qu’ils peuvent avoir un impact sur la dynamique de l’univers bien au-delà de la zone d’influence gravitationnelle du trou noir. Ils peuvent même affecter la toile cosmique, le réseau de matière qui relie les galaxies entre elles.

« Nous présentons la preuve que les trous noirs supermassifs exercent non seulement une influence sur leurs galaxies, mais aussi sur la toile cosmique globale », explique Martin Oei, et auteur principal de l’étude cité par Gizmodo. « Les astronomes estiment que les galaxies et leurs trous noirs centraux co-évoluent, et un aspect clé de cette relation est que les jets peuvent diffuser d’énormes quantités d’énergie qui affectent la croissance de leurs galaxies hôtes et d’autres galaxies proches d’elles », renchérit son co-auteur George Djorgovski dans un communiqué. « Cette découverte montre que leurs effets peuvent s’étendre bien plus loin que nous le pensions. »

Les grands architectes de l’Univers ?

L’autre caractéristique remarquable de Porphyrion, c’est son âge. D’après les auteurs, il a commencé à se former lorsque l’Univers était âgé d’environ 6,3 milliards d’années, bien avant la formation de la Terre. Même si le jet a mis environ 1 milliard d’années supplémentaires à atteindre sa taille actuelle, cela signifie qu’il a tout de même eu le loisir d’altérer la dynamique du cosmos pendant plus de 7 milliards d’années.

La grande question, c’est de savoir comment la toile cosmique et les différentes galaxies concernées ont évolué sous l’influence de ce jet énorme. Théoriquement, ils devraient surchauffer et magnétiser de larges régions du cosmos. Mais les conséquences précises de cette dynamique sont loin d’être évidentes. Les auteurs estiment que Porphyrion pourrait les aider à y voir plus clair, et à mieux comprendre l’histoire de l’Univers depuis sa formation il y a 13,8 milliards d’années — à moins qu’il ne soit âgé de 26,7 milliards d’années, comme l’a suggéré l’astrophysicien Rajendra Gupta.

Quoi qu’il en soit, il sera donc fascinant de suivre les nouvelles études que la découverte de Porphyrion va sans doute inspirer, car leurs résultats pourraient bouleverser significativement notre compréhension actuelle de l’Univers.

Le texte de l’étude est disponible ici.

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