Le télescope spatial Euclid vient de découvrir 31 quasars parmi les plus anciens jamais observés — dont deux qui établissent un nouveau record absolu, datant de seulement 670 millions d’années après le Big Bang. Cette découverte double à elle seule le nombre de quasars aussi anciens connus jusqu’ici, transformant une recherche qui prenait une décennie en une moisson d’une seule année.

Ce que vous allez apprendre

• Pourquoi les quasars primitifs sont si difficiles à détecter — et ce qui rend Euclid particulièrement efficace pour les trouver
• Ce que ces deux quasars records révèlent sur la formation des premiers trous noirs supermassifs
• Pourquoi cette découverte constitue le premier vrai « recensement » des quasars de l’aube de l’univers

Des phares cosmiques extraordinairement rares

Un quasar représente une phase brève de la vie d’une galaxie, durant laquelle son trou noir supermassif central engloutit d’énormes quantités de matière en spirale, libérant une énergie colossale. Pendant cette phase, le noyau galactique peut briller des milliers de fois plus intensément que le reste de sa galaxie hôte.

Trouver des quasars datant des tout premiers temps de l’univers est un défi de longue date. Ils sont rares — peu de galaxies avaient eu le temps d’atteindre une taille suffisante — et leur lumière, déjà faible après un si long voyage, se confond facilement avec celle d’étoiles bien plus proches de nous.

Euclid change radicalement l’échelle de la recherche

Lancé en 2023, le télescope Euclid de l’ESA vient de bouleverser ce domaine en découvrant 31 nouveaux quasars dans l’univers primordial — dont 12 à un décalage vers le rouge de 7 ou plus, correspondant aux 770 premiers millions d’années du cosmos.

Deux d’entre eux, EUCL J172902.75+641018.1 et EUCL J125308.55+705432.3, établissent un nouveau record absolu avec des décalages vers le rouge de 7,77 et 7,69. Situés à un peu plus de 13 milliards d’années-lumière, ils sont apparus durant les 670 premiers millions d’années de l’univers, brillant alors avec une luminosité équivalente à mille milliards de soleils.

« Cette découverte double le nombre de quasars aussi anciens que nous connaissons », souligne Antonio La Marca, chercheur à l’ESA. Il avait fallu plus d’une décennie aux astronomes pour découvrir la dizaine de quasars connus à ce décalage vers le rouge — Euclid en a trouvé davantage en une seule année.

Crédit : ESA / Euclid / Consortium Euclid / NASA, traitement d'image par le segment scientifique au sol d'Euclid et Antoine Basset (CNES).

Ce collage présente 15 des 31 quasars récemment découverts par le télescope spatial Euclid de l’Agence spatiale européenne (ESA), avec leurs noms et leur décalage vers le rouge (z). Deux de ces gigantesques noyaux de galaxies, alimentés par des trous noirs et d’une luminosité exceptionnelle, sont plus anciens que tous ceux observés jusqu’à présent. Ils sont visibles sur la première rangée, le premier et le deuxième en partant de la gauche. Le quasar le plus éloigné se nomme EUCL J172902.75+641018.1 (décalage vers le rouge de 7,77) et le deuxième plus éloigné, EUCL J125308.55+705432.3 (décalage vers le rouge de 7,69). Ces vieillards cosmiques brillaient d’une lumière équivalente à mille milliards de soleils lorsque l’Univers avait 670 millions d’années, soit seulement 5 % de son âge actuel.

Un recensement plutôt qu’une chasse aux trophées

Ce qui distingue vraiment cette découverte, ce n’est pas seulement le record de distance, mais son ampleur statistique. Jusqu’ici, les astronomes ne détectaient que les quasars les plus brillants — la partie émergée de l’iceberg. Euclid, grâce à sa capacité à scruter d’immenses zones du ciel tout en captant des lumières bien plus faibles, capture désormais une portion représentative de l’ensemble de la population ancienne de quasars.

« Pour la première fois, l’équipe d’Euclid a réalisé un véritable recensement des quasars à l’aube de l’univers », explique La Marca — un changement qualitatif qui permet d’étudier statistiquement comment ces objets se sont formés, et non plus seulement d’en admirer des spécimens isolés.

Une fenêtre sur la réionisation cosmique

Le deuxième quasar le plus ancien de ce lot a fait l’objet d’une étude approfondie révélant qu’il est enfoui dans une galaxie poussiéreuse où se forment activement de nouvelles étoiles — un aperçu de ce à quoi pouvait ressembler la galaxie hôte d’un trou noir supermassif primitif.

Ces objets datent de l’époque de la réionisation, la période de transition où l’univers est passé d’un état froid et obscur à un état chaud et ionisé. Cette découverte s’appuie sur les données du relevé Euclid Wide Survey, qui couvrira à terme plus d’un tiers du ciel.