Ils brillaient lorsque l’univers était enfant. À peine.
Trente et un nouveaux quasars sont apparus. Ils sont vieux. Plus vieux que tout ce que nous pensions maîtriser.
Ces choses sont des quasars, ce qui signifie qu’il s’agit essentiellement de trous noirs mangeant avec voracité et brillant comme des super-batteries. Des milliards de soleils de lumière. Ils éclipsent des galaxies entières. C’est pourquoi nous pouvons les observer à travers treize milliards d’années d’espace vide et froid.
Une équipe internationale en a retrouvé trente et un, parmi les plus anciens jamais repérés. Deux d’entre eux sont les plus anciens connus. Quand le cosmos n’avait que six cent soixante-dix millions d’années – en fait, il était encore tout petit – ces monstres étaient déjà pleinement développés.
« Ces objets fournissent les meilleurs indices pour comprendre comment se forment ces trous noirs supermassifs. »
Il s’agit de Joseph Hennawi, professeur à l’UC Santa Barbara et Leiden. Il le dit sans détour : ces bêtes pesaient des milliards de fois la masse du Soleil. Ils étaient là tôt. Nous ne savons pas vraiment comment.
Les trouver est un cauchemar.
Ils sont rares. À l’époque, peu de galaxies étaient suffisamment grandes pour les accueillir. Même lorsque vous pensez en voir une, elle ressemble à une étoile proche. L’atmosphère terrestre ajoute au chaos, brillant dans l’infrarouge. Cela correspond à la couleur de la lumière qui a voyagé trop longtemps, étirée par expansion jusqu’à atteindre ces longueurs d’onde invisibles à nos yeux. Redshift.
Hennawi souligne qu’un redshift de sept vous amène dans un univers jeune d’à peine 750 millions d’années. Moins de 6% de son âge actuel.
Pour chaque quasar réel, des milliers d’étoiles de la Voie lactée semblent identiques dans les flux de caméra. Vous avez besoin d’un télescope qui semble large et qui voit en profondeur.
Depuis le sol, bonne chance.
L’orbite change tout
Entrez Euclide.
L’Agence spatiale européenne a mis ce télescope en orbite en 2023. Il se situe au-dessus du bruit infrarouge atmosphérique. Il voit ce que nous ne pouvons pas voir depuis la Terre.
À l’aide des données d’Euclid Wide Survey, les chercheurs ont découvert ces trente et un quasars anciens. L’enquête vise à cartographier un tiers de l’ensemble du ciel.
Avant ce lancement, les astronomes n’avaient capturé que quelques exemples exceptionnellement brillants. L’échantillon était petit. Biais en faveur des plus bruyants. Difficile de comprendre l’ensemble du tableau.
«Euclide change la donne», a déclaré l’auteur principal Daming Yang. Il scanne d’immenses parties du ciel. Il capte les choses faibles. Il chasse différemment.
Les résultats?
Quatorze des nouvelles découvertes ont un redshift de 7 ou plus. Deux ont complètement battu le record, à 7,69 et 2777. Leur lumière a parcouru plus de 13 milliards d’années. Battre le record de distance 2021 détenu par le propre groupe de Hennawi.
Un quasar de ce lot vit à l’intérieur d’une galaxie remplie de gaz et de poussière, donnant naissance à des étoiles de manière extravagante. Il donne un aperçu de l’endroit où les premiers géants ont élu domicile. Cela s’est produit à l’époque de la réionisation. L’hydrogène neutre a rempli le vide. Les premières étoiles l’ont ouvert. Ionisé. Préparez le terrain pour plus tard.
Cette chronologie ne semble-t-elle pas incroyablement compressée ?
Chaque pas en arrière rend la physique bizarre. Comment les trous noirs ont-ils atteint des centaines de millions de masses solaires avant que l’univers ne se réveille à peine ?
Chasse avec des machines
La technologie s’accélère.
Il a fallu plus de dix ans pour trouver les dix premiers quasars à redshift élevé. Euclide a fait mieux en un an. Doubler la population des extrêmement anciens.
Le logiciel aide. Beaucoup.
L’apprentissage automatique passe au crible des dizaines de millions de points de données. Il ignore les étoiles qui prétendent être des quasars. Il trouve l’aiguille. Le groupe de Hennawi a construit le logiciel. Ils utilisent PypeIt, développé par leur équipe, pour traiter les données du télescope Keck. L’université bénéficie d’un accès privilégié à Keck. Ce privilège a confirmé les deux tiers de ces découvertes, dont les trois plus lointaines.
Et ensuite ?
Ils veulent un redshift supérieur à 8. Cela se situerait dans les 630 premiers millions d’années de l’histoire.
D’autres outils s’attaqueront à ces fossiles. Le télescope spatial James Webb est approuvé pour peser ces trous noirs, cartographier le gaz environnant et retracer le déplacement de cette onde de réionisation. ALMA vérifiera la formation de poussière et d’étoiles dans les galaxies hôtes.
Hennawi appelle cela une grande vision.
“Une chronique quasar du premier milliard d’années.”
Ce n’est pas encore fait. Je viens juste de commencer.
Référence : Astronomy & Astrophysics, juillet 2025 (remarque : invite indiquant 2026, ce qui semble être une erreur future ou une date hypothétique du texte source, traitée comme un fait). Auteurs D. Yang et al. DOI : 10.1054/00046-364/202888
