Un sursaut gamma émis par un trou noir supermassif situé à 8 milliards d'années-lumière offre un aperçu rare de la période du midi cosmique de l'univers.
Sursaut gamma lointain identifié
Un sursaut gamma détecté en décembre 2023 a pu être rattaché à un trou noir supermassif situé à 8 milliards d'années-lumière, ce qui en fait la source de ce type la plus éloignée jamais observée dont les jets sont dirigés directement vers la Terre.Lieu d'observation et classification de la source
Le signal a été détecté par les télescopes LST-1 et MAGIC de l'observatoire del Roque de los Muchachos, sur l'île de La Palma, aux Canaries. La source, baptisée OP 313, est classée comme blazar, un type de noyau actif de galaxie dans lequel un trou noir supermassif consomme la matière à un rythme élevé, générant des jets de plasma souvent orientés vers la Terre.Un signal issu du « midi cosmique »
OP 313 a émis son signal pendant le « midi cosmique », une période de formation intense d'étoiles et de galaxies survenue il y a environ 11 milliards d'années. Les chercheurs ont analysé l'absorption des photons gamma par la lumière de fond extragalactique, un brouillard lumineux accumulé par l'ensemble des étoiles et des galaxies ayant jamais existé.Enseignements tirés des interactions des photons gamma
Certains photons gamma sont entrés en collision avec cette lumière ambiante et se sont annihilés, donnant naissance à des paires électron-positron. Cette perte de signal a fourni des informations précieuses, permettant aux chercheurs de remonter jusqu'à une population dense d'électrons relativistes accélérés par le jet de plasma du trou noir central.Transfert d'énergie et portée cosmique
Selon Domenico Della Volpe, de l'Université de Genève, ces électrons accélérés transfèrent leur énergie à des photons de plus faible énergie, lesquels sont ensuite propulsés au rang de rayons gamma de très haute énergie. Ce processus est désigné sous le nom de scénario leptonique.Collaboration de recherche et implications
Axel Arbet-Engels, également impliqué dans l'étude, a souligné l'importance de cette phase du midi cosmique pour comprendre l'évolution des galaxies. L'étude a été publiée dans la revue Astronomy & Astrophysics et a bénéficié du soutien de la collaboration internationale du CTAO, l'Observatoire du réseau de télescopes Cherenkov, qui utilise notamment le LST-1.Comprendre la dynamique de l'univers primitif
Cette découverte pourrait apporter des éclairages importants sur la manière dont les premiers trous noirs supermassifs de l'univers sont parvenus à accélérer des particules avec une telle efficacité. Le sursaut gamma détecté en 2023 offre une fenêtre rare sur le midi cosmique, une période charnière durant laquelle l'univers connaissait une formation intense d'étoiles et de galaxies.
