Découverte des plus anciens quasars de l'Univers, un casse-tête cosmique

Les quasars sont les noyaux de galaxies primitives où des trous noirs supermassifs engloutissent frénétiquement la matière qui les entoure. Cette gigantesque phase d'accrétion produit une luminosité supérieure à celle de milliers de milliards de Soleils. Parce qu'ils sont incroyablement brillants - et qu'observer loin dans l'espace revient à remonter dans le temps - les scientifiques traquent depuis longtemps ces quasars antiques afin de mieux comprendre les premiers âges, encore mal connus, de l'Univers. Dans une étude publiée lundi dans Astronomy & Astrophysics, une équipe internationale d'astronomes a annoncé que le télescope de l'Agence spatiale européenne (ESA) Euclid, avait repéré 31 quasars, dont les deux plus anciens connus à ce jour.

Leur lumière a été émise quand l'Univers, dont l'âge est aujourd'hui estimé à 13,8 milliards d'années, était encore dans sa prime jeunesse: environ 670 millions d'années. Soit 20 millions d'années de moins que le plus vieux quasar jusque là connu, dont la découverte avait été annoncé par la même équipe en 2021. Il y a quelques années encore la chasse aux quasars se faisait grâce aux télescopes au sol, mais le lancement d'Euclid en 2023 a "bouleversé le domaine", explique à l'AFP Daming Yang, principal auteur de l'étude. En deux ans à peine, Euclid a permis de doubler le nombre d'anciens quasars connus, souligne ce doctorant à l'Université de Leiden (Pays-Bas). - Trop gros, trop tôt - Les deux quasars datent de l'époque de la réionisation de l'Univers, lorsque les premières galaxies et étoiles ont commencé à se former et à dissiper le brouillard cosmique.

"Nous pouvons utiliser les quasars comme des phares pour étudier le gaz situé entre eux et nous et ainsi reconstituer le processus de réionisation de l'Univers au cours de son histoire", raconte M. Yang. Ils sont aussi le dernier exemple en date d'un problème qui rend perplexes les astrophysiciens. A mesure que des télescopes plus puissants nous permettent de remonter plus loin dans le temps, leurs observations révèlent des galaxies et des objets plus gros et plus évolués que ce que la théorie prédit pour une période aussi précoce de l'histoire de l'Univers. "Chaque pas que nous faisons vers le passé rend l'énigme plus déroutante", explique le co-auteur de l'étude Joseph Hennawi.

"Ces monstres - dont la masse atteint plusieurs milliards de fois celle du Soleil - existaient déjà quand l'Univers était dans son enfance" et "nous ne comprenons toujours pas bien comment ils ont pu devenir si massifs aussi rapidement", dit-il. Pour trouver des indices, les scientifiques cherchent des quasars encore plus anciens, quand l'Univers n'avait que 630 millions d'années. L'équipe prévoit également d'étudier des quasars récemment découverts à l'aide du télescope spatial James Webb, afin d'en apprendre davantage sur eux. À terme, les chercheurs espèrent rassembler toutes ces observations pour constituer ce que Joseph Hennawi décrit comme "une chronique des quasars du premier milliard d'années de l'Univers".