Les quasars sont les sources de lumière les plus brillantes de l'univers, alimentées par des trous noirs supermassifs qui résident dans les centres des galaxies. Leur éclat extrême provient des disques d'accrétion - d'énormes quantités de gaz et de poussière qui tournent autour du trou noir. Grâce à l'attraction gravitationnelle, ces disques sont accélérés et chauffés, produisant d'énormes quantités de rayonnement. Des observations récentes réalisées avec le télescope James Webb (JWST) ont révélé des quasars dont l'impact a été si fort qu'il a pratiquement « tué » la galaxie mère, limitant la formation de nouvelles étoiles.

Quasars solitaires : Découvertes inattendues

Une des découvertes les plus surprenantes lors des dernières recherches a été la présence de quasars qui semblent presque totalement isolés dans l'univers primordial, sans de nombreuses galaxies voisines pouvant leur fournir le « carburant » nécessaire à leur croissance. En effet, les modèles astronomiques prévoyaient que les quasars les plus précoces devraient se former dans les régions les plus denses de l'univers, riches en gaz et en poussière. Cependant, des observations récentes avec le télescope James Webb révèlent que certains quasars, comme J1007+2115, existent dans des régions relativement vides de l'univers.

Ces découvertes éclairent d'un nouveau jour notre compréhension de la formation des trous noirs supermassifs et poussent les scientifiques à reconsidérer comment de tels objets ont pu croître sans sources de matériaux à proximité. Il est possible que les galaxies entourant ces quasars soient en réalité cachées derrière d'épaisses nuages de poussière, les rendant invisibles pour les télescopes de sensibilité ordinaire. Les chercheurs espèrent que des observations supplémentaires, en particulier avec JWST, permettront une exploration plus profonde à travers ce voile cosmique de poussière [16].

Les vents des quasars : Une force qui modifie les galaxies

Une des caractéristiques clés des quasars est leur capacité à produire des « vents de quasar ». Ces vents sont extrêmement puissants, voyageant à des vitesses allant jusqu'à 7,6 millions de kilomètres par heure, et ont le pouvoir d'éjecter de grandes quantités de gaz et de poussière hors de la galaxie, ce qui entraîne une « faim » de nouvelle formation d'étoiles. Les vents de quasar issus d'objets comme J1007+2115 transportent un matériel dont la masse équivaut à celle de 300 soleils chaque année. Ces vents non seulement stoppent la croissance du trou noir supermassif, mais ralentissent également considérablement la formation de nouvelles étoiles dans les galaxies qui entourent le quasar.

Il en découle le terme de « galaxies mortes » - des galaxies qui étaient autrefois actives mais qui ont maintenant cessé de produire de nouvelles étoiles en raison d'un manque de ressources nécessaires. La galaxie qui entoure aujourd'hui le quasar J1007+2115 est probablement un tel exemple ; elle était autrefois riche en activité, mais les vents des quasars ont considérablement épuisé son matériel, rendant impossible toute croissance et formation de nouvelles étoiles [17].

La formation précoce des trous noirs : L'effondrement des étoiles géantes

Une autre théorie qui est envisagée pour expliquer comment les trous noirs supermassifs ont pu se former si rapidement après le Big Bang est l'effondrement direct d'étoiles massives. En effet, selon des découvertes récentes, les premiers trous noirs supermassifs ont probablement été formés par l'effondrement d'étoiles géantes qui n'ont pas explosé en supernovae, mais se sont effondrées sous le poids de leur propre gravité en trous noirs de masse intermédiaire. Ce processus de formation a permis une croissance très rapide de ces objets, car ils ont immédiatement commencé à consommer la matière environnante après l'effondrement, augmentant ainsi leur taille.

De plus, ces étoiles précoces se sont formées dans des « mini-halos » de matière et de matière noire, ce qui leur a permis d'atteindre des masses des milliers de fois plus grandes que notre soleil. Contrairement aux générations d'étoiles d'aujourd'hui, qui sont exposées à un rayonnement intense et à des ondes de choc provenant de supernovae voisines, ces étoiles précoces n'étaient pas soumises à ces facteurs, ce qui a permis la formation de trous noirs beaucoup plus massifs.

Formation d'étoiles « de l'intérieur vers l'extérieur » : Nouvelles perspectives du JWST

Les récentes observations du JWST ont également révélé un mode inhabituel de formation des étoiles dans les galaxies primitives - « de l'intérieur vers l'extérieur ». Les chercheurs ont noté que dans une galaxie primitive, seulement 700 millions d'années après le Big Bang, les étoiles se forment d'abord au centre, puis progressivement vers les bords. Ce schéma de formation des étoiles diffère de celui observé dans les galaxies d'aujourd'hui, mais confirme les modèles théoriques qui prévoyaient une telle dynamique.

Ces observations sont cruciales car elles permettent aux astronomes de « vérifier leurs devoirs » - de comparer les données réelles avec les prédictions théoriques et ainsi de mieux comprendre comment les galaxies ont évolué au cours des premières centaines de millions d'années après le Big Bang. La formation des étoiles dans ces galaxies primitives a probablement traversé plusieurs phases, y compris l'accrétion de gaz vers le centre, ce qui a finalement façonné les noyaux des galaxies d'aujourd'hui.

Poursuite des recherches et avenir

Les scientifiques prévoient de poursuivre les observations pour comprendre ce qui s'est exactement passé dans les premières phases de l'univers et comment les galaxies ont évolué en grandes structures que nous voyons aujourd'hui. Avec l'aide du JWST, des recherches supplémentaires sur les vents des quasars et leur rôle dans la formation, mais aussi dans la destruction des galaxies, sont prévues. L'objectif est de comprendre comment ces géants cosmiques ont contribué à l'évolution de l'univers, mais aussi de découvrir comment les trous noirs supermassifs eux-mêmes se sont développés et ont grandi à des dimensions énormes.