L’observation des quasars montre que de nombreux trous noirs supermassifs étaient en place moins de 700 millions d’années après le Big Bang. Mais l’origine de ces premiers trous noirs demeure mystérieuse. Elle pourrait être de la lumière (pour une masse de 10 à 100 masses solaires) résultant de l’effondrement des premières étoiles, ou de la condensation de nuages de gaz primordiaux bien plus importants.

Une équipe d’astronomes de la NASA en utilisant les données recueillies précédemment par le Chandra X-ray Observatory de la NASA et récemment par le James Webb Space Telescope, a détecté un trou noir émetteur de rayons X derrière l’amas de galaxies dit  Abell 2744. Nommé UHZ-1, ce trou noir a une masse située entre 10 millions et 100 millions de masses solaires. Il est éloigné de nous de 13,2 milliards d’années lumière . Ceci signifie que les téléscopes observent l’univers tel qu’il était à l’âge de 450 millions d’années

Cette découverte conforte l’hypothèse selon laquelle les trous noirs supermassifs résultent de la condensation de masses interstellaires importantes (heavy seeds)

Référence

[Submitted on 24 May 2023 (v1), last revised 25 Sep 2023 (this version, v2)

Evidence for heavy seed origin of early supermassive black holes from a z~10 X-ray quasar

Authors …….

Observations of quasars reveal that many supermassive black holes (BHs) were in place less than 700 million years after the Big Bang. However, the origin of the first BHs remains a mystery. Seeds of the first BHs are postulated to be either light (i.e., 10−100 M⊙), remnants of the first stars or heavy (i.e., 104−105 M⊙), originating from the direct collapse of gas clouds. Harnessing recent data from the Chandra X-ray Observatory, we report the detection of an X-ray-luminous massive BH in a gravitationally-lensed galaxy identified by JWST at z≈10.3 behind the cluster lens Abell 2744. This heavily-obscured quasar with a bolometric luminosity of Lbol∼5×1045 erg s−1 harbors a MBH∼107−108 M⊙ BH assuming accretion at the Eddington limit. This mass is comparable to the inferred stellar mass of its host galaxy, in contrast to what is found in the local Universe wherein the BH mass is ∼0.1% of the host galaxy’s stellar mass. The combination of such a high BH mass and large BH-to-galaxy stellar mass ratio just ∼500 Myrs after the Big Bang was theoretically predicted and is consistent with a picture wherein BHs originated from heavy seeds.

Comments:	27 pages, 6 figures, accepted
Subjects:	Astrophysics of Galaxies (astro-ph.GA); High Energy Astrophysical Phenomena (astro-ph.HE)
Cite as:	arXiv:2305.15458 [astro-ph.GA]
	(or arXiv:2305.15458v2 [astro-ph.GA] for this version)
	https://doi.org/10.48550/arXiv.2305.15458 Focus to learn more