Détection des galaxies hôtes de quasars dans l’Univers primitif

De nouvelles images prises par le télescope spatial James Webb (JWST) ont révélé, pour la première fois, la lumière de deux galaxies massives abritant des trous noirs en croissance active – les quasars – observés moins d’un milliard d’années après le Big Bang. Une équipe internationale dont des scientifiques CNRS-INSU (voir encadré), révèle que les trous noirs ont une masse proche d’un milliard de fois celle du Soleil, et que la masse des galaxies hôtes est presque mille fois plus importante. Ce rapport entre la masse du trou noir et celle de la galaxie hôte est similaire à celui des galaxies proches, ce qui suggère que la relation entre les trous noirs et leurs hôtes était déjà en place 800 millions d’années après le Big Bang.

Les quasars sont lumineux, alors que les galaxies qui les accueillent sont peu lumineuses, ce qui a rendu difficile la détection de la faible lumière de la galaxie dans l’éblouissement du quasar, en particulier à grande distance. Avant le JWST, le télescope spatial Hubbleétait capable de détecter des galaxies hôtes de quasars lumineux lorsque l’Univers avait un peu moins de 3 milliards d’années, mais pas plus.

La superbe sensibilité et les images ultra-précises du JWST dans les longueurs d’onde infrarouges ont enfin permis aux chercheurs de pousser ces études jusqu’à l’époque où les quasars et les galaxies se sont formés pour la première fois. Quelques mois seulement après la mise en service régulière du JWST, l’équipe a observé deux quasars, HSC J2236+0032 et HSC J2255+0251, à des décalages vers le rouge de 6,40 et 6,34.

L’image en zoom arrière, l’image du quasar, et l’image de la galaxie hôte après soustraction de la lumière du quasar (de gauche à droite). L’échelle de l’image en années-lumière est indiquée dans chaque panneau.
Image du JWST NIRCam 3,6 μm de HSC J2236+0032
© Ding, Onoue, Silverman et al.