Nommée Nāpōwawāʻenakaulua, la paire compacte contient deux trous noirs supermassifs à alimentation rapide séparés par seulement 18 100 années-lumière. Leur existence si tôt dans l’histoire cosmique remet en question les modèles actuels de formation des trous noirs.
La paire Nāpōwawāʻenakaulua, également connue sous le nom de J1602+4228AB, est séparée par une distance d’environ 18 100 années-lumière, soit environ un cinquième du diamètre de la Voie lactée.
Les quasars J1602+4228A et J1602+4228B ont respectivement des masses de 1,5 milliard et 400 millions de fois celle du Soleil.
Leur distance nous situe à seulement 900 millions d’années après le Big Bang.
Nāpōwawāʻenakaulua n’est que la troisième paire de quasars connue découverte à l’aube cosmique. Durant cette période, les premières étoiles, galaxies et trous noirs de l’Univers étaient encore relativement jeunes.
La masse extrême de la paire à l’heure actuelle remet donc en question notre compréhension actuelle de la façon dont se forment les structures cosmiques à grande échelle.
« Il n’y a pas d’explication théorique définitive sur la façon dont un seul de ces quasars géants existe si tôt dans l’ère de notre Univers, et encore moins deux », a déclaré le Dr Silvia Onorato, chercheuse postdoctorale au NOIRLab de la NSF.
« Nous avons observé Nāpōwawāʻenakaulua à une époque où l’Univers n’avait qu’un treizième de son âge et, étonnamment, ses trous noirs supermassifs sont tout aussi massifs que ceux que nous voyons aujourd’hui. »
La découverte a été faite grâce aux données collectées par l’unité de champ intégrée du spectrographe proche infrarouge à bord du télescope spatial James Webb NASA/ESA/CSA.
Des observations de suivi avec le spectrographe Gemini Near-Infrared Spectrograph (GNIRS) du télescope Gemini North ont permis aux astronomes de résoudre les deux quasars en tant qu’individus.
Des données supplémentaires du spectrographe multi-objets Gemini (GMOS) ont encore limité les propriétés de la paire de quasars.
Les chercheurs proposent que cette rare paire de quasars puisse servir de signe d’un pic extrême dans le champ de densité de matière de l’Univers primitif, où les interactions galactiques ont simultanément alimenté la formation d’étoiles et la croissance rapide des trous noirs.
« Nāpōwawāʻenakaulua est un environnement vraiment unique », a déclaré le Dr Onorato.
« C’est un laboratoire permettant aux astronomes d’étudier comment les toutes premières galaxies massives et leurs trous noirs centraux se sont assemblés par le biais d’interactions directes entre galaxies au cours de ces premières époques. »
