Une équipe internationale d'astronomie dirigée par l'Université de York a récemment annoncé avoir découvert le vent de trou noir le plus rapide jamais observé dans la bande ultraviolette à proximité d'un quasar lointain. La vitesse de sortie du gaz atteint environ 30 % de la vitesse de la lumière, battant le record d'observation des vents de quasar ultraviolets et fournissant des indices sans précédent pour comprendre l'interaction violente entre les trous noirs supermassifs et les galaxies hôtes.
Les recherches montrent que cet écoulement du quasar J2318 est non seulement incroyablement rapide, mais qu'il conserve également des empreintes chimiques visibles dans des environnements de rayonnement extrêmement puissants, ce qui rend difficile pour les théoriciens d'expliquer comment il peut accélérer jusqu'à des vitesses relativistes tout en maintenant l'observabilité.
Selon certaines informations, le J2318 est situé dans le quartier "Grande Place" de Pegasus. C'est un quasar typique. La masse de son trou noir central est environ 1,7 milliard de fois celle du Soleil. Mais ce qui est vraiment extraordinaire, c’est le vent gazeux qu’il éjecte en direction de la Terre, traversant l’espace à environ 30 % de la vitesse de la lumière. Patrick Hall, membre de l'équipe et professeur à l'Université de York, a déclaré qu'il n'était pas rare de voir des vents de gaz provoqués par des radiations dans les quasars, mais l'observation de telles sorties à grande vitesse dans la bande ultraviolette est sans précédent, faisant de J2318 "le membre le plus rapide" du record actuel de vents de quasars ultraviolets.
Lucas Seaton, le premier auteur de l'étude, a souligné que si l'on utilise l'analogie météorologique de la Terre, le « niveau de vent » de ce vent de gaz équivaut à un « ouragan de catégorie 79 », et la vitesse du vent augmente d'environ 20 % pour chaque augmentation de « niveau ». Cette métaphore de l’image met en évidence son extrême rapidité et son caractère destructeur. Bien que des écoulements à plus grande vitesse aient été découverts dans la bande des rayons X, J2318 détient toujours un record dans les observations ultraviolettes. Sa luminosité extrêmement élevée et son rayonnement intense en font un laboratoire idéal pour étudier la relation entre l’activité des trous noirs et l’évolution des galaxies.
Cette découverte a également révélé un problème physique important : c'est l'énorme flux de photons libéré par le quasar lui-même qui pousse le gaz à accélérer à des vitesses aussi élevées. Cependant, le même rayonnement éloigne les électrons des atomes, faisant perdre aux ions d’éléments tels que le carbone et le silicium leurs caractéristiques spectrales identifiables. Cependant, dans le spectre de J2318, les chercheurs ont clairement vu les raies d'absorption des ions carbone et silicium se déplaçant à des vitesses relativistes, ce qui signifie que le gaz retient encore certains électrons pendant le processus de forte accélération du rayonnement, posant un nouveau défi à la théorie existante selon laquelle « comment accélérer le gaz à 30 % de la vitesse de la lumière sans l'ioniser complètement ».
Ce flux de sortie record ne provient pas d'un nouveau plan d'observation, mais a été « récuré » à partir de l'accumulation à long terme des données du Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Mariana Veltri, étudiante à l'Université de York, a identifié les caractéristiques spectrales inhabituelles de J2318 alors qu'elle était étudiante. Hall a ensuite utilisé un logiciel développé par Zhu Zezhou, étudiant de premier cycle, pour analyser plus en détail et confirmer qu'il possédait un signal de sortie à grande vitesse rare, et a rapidement demandé l'utilisation du télescope Frederick C. Gillett Gemini North de 8 mètres à Hawaï pour le suivi des observations, ce qui a finalement confirmé sa vitesse de vent record.
Hall a expliqué que, tout comme un arc-en-ciel divise la lumière du soleil en différentes couleurs, le spectrographe du Sloan Survey décompose la lumière des étoiles, des galaxies et des quasars en spectres détaillés à partir desquels les cibles anormales peuvent être identifiées. Il a souligné que les projets d'étude du ciel à grande échelle et les outils modernes de traitement des données modifient le modèle de découverte. Dans le passé, seuls les titulaires d’un doctorat ou les étudiants diplômés pouvaient faire des découvertes. Désormais, les étudiants de premier cycle peuvent également découvrir de nouveaux objets célestes extrêmes grâce à des données spectrales massives, injectant ainsi une nouvelle puissance dans la recherche en astrophysique.
L’équipe de recherche a souligné que l’importance des vents quasar va bien au-delà du simple trou noir lui-même. De plus en plus de preuves montrent que les vents forts des trous noirs peuvent jouer un rôle clé dans l’évolution des galaxies en chauffant le gaz galactique, en inhibant ou en déclenchant la formation d’étoiles et en redistribuant la matière à grande échelle. La co-auteure Paola Rodriguez Hidalgo, chercheuse à l'Université de Washington Bothell, a déclaré que ces types de flux extrêmes pourraient être le chaînon manquant entre la « rétroaction des trous noirs » et l'évolution globale des galaxies dans les modèles théoriques de longue date. Bien que les processus associés soient inclus dans les simulations de formation de galaxies depuis de nombreuses années, beaucoup de travail est encore nécessaire pour contraindre et corriger avec précision ces modèles grâce à des observations.
Actuellement, l’équipe tente de continuer à rechercher des flux ultraviolets similaires, voire plus rapides, dans l’univers à différentes distances et à différents moments, mais des systèmes comme J2318 semblent extrêmement rares, et même au cours de décennies de données d’observation, peu d’objets peuvent égaler sa vitesse. Néanmoins, chaque découverte de vents quasars aussi extrêmes aidera les scientifiques à se rapprocher des limites de ce que les trous noirs supermassifs peuvent réaliser et à clarifier comment ces « moteurs cosmiques » façonnent le destin de leurs galaxies sur des échelles de temps de plusieurs milliards d'années.
Le document de recherche est intitulé « Un nouveau membre de la famille rapide et impitoyable : flux ultraviolet relativiste et variable dans le temps dans un quasar hautement lumineux » et a été publié dans l’Astrophysical Journal le 4 juin 2026. Il fournit une référence d’observation clé pour les futures théories et simulations numériques associées. Comme l'a dit la co-auteure Liliana Flores, il n'est pas facile de trouver des flux sortants plus rapides que J2318 dans la bande ultraviolette, mais l'équipe continuera ses recherches depuis l'univers proche jusqu'aux profondeurs de l'univers observable, dans l'espoir d'élargir davantage la compréhension de l'humanité sur les trous noirs et leur énorme influence.