Le télescope spatial Euclid vient de permettre la découverte de 31 quasars parmi les plus lointains jamais observés. Deux de ces cœurs de galaxies alimentés par des trous noirs supermassifs, sont les quasars les plus lointains jamais observés dans l'histoire cosmique. Ils brillent lorsque l'Univers n’a que 670 millions d'années, soit seulement 5 % de son âge actuel. La découverte est publiée dans Astronomy&Astrophysics.
Les quasars représentent une phase brève de la vie d'une galaxie, durant laquelle d'importantes quantités de matière sont englouties en spirale par le trou noir supermassif central, libérant ainsi une énergie colossale. Durant cette phase, le noyau de la galaxie brille plus intensément que tout autre objet de l'Univers, surpassant souvent le reste de sa galaxie hôte par des centaines voire de milliers de fois.
Le télescope spatial Euclid a été mis en orbite au point de Lagrange L2 en juillet 2023 par l’ESA. Il explore la composition, l’histoire et l’évolution de l'Univers, en cartographiant sa structure à grande échelle, dans le but de révéler les secrets de l'Univers sombre. Il est utilisé pour observer des milliards de galaxies, ce qui permet de révéler ainsi de nombreux quasars.
Da-Ming Yang (université de Leiden) et ses nombreux collaborateurs, ont découvert grâce à Euclid un nombre sans précédent de 31 nouveaux quasars dans l'Univers primordial. Cette découverte change la donne, puisqu'elle révèle non seulement ces rares quasars brillants, mais aussi la majeure partie de la population ancienne de quasars. Elle ajoute 12 nouveaux quasars situés à un décalage vers le rouge supérieur à 7, correspondant aux 770 premiers millions d'années de l'Univers.
Les deux quasars les plus anciens de ce lot, EUCL J1729+6410 et EUCL J1253+7054, présentent des décalages vers le rouge respectifs de 7,77 et 7,69, établissant ainsi un nouveau record pour les quasars les plus anciens jamais découverts. Situés à un peu plus de 13 milliards d'années-lumière, ils sont apparus durant les 670 premiers millions d'années de l'Univers. Ces quasars ont été sélectionnés parmi environ 3 000 deg² de ciel couverts durant les 1,5 premières années du relevé Euclid Wide Survey, représentant les premiers résultats de la recherche de quasars à haut décalage vers le rouge menée par Euclid. La sélection de candidats a fait appel à plusieurs techniques d'apprentissage automatique et probabilistes appliquées aux images d’Euclid, complétées par des données auxiliaires lorsque disponibles. Des observations spectroscopiques de suivi ont notamment été réalisées avec les télescopes Keck, Magellan et le Large Binocular Telescope (LBT).
Parmi les nouvelles découvertes, on compte 12 quasars à un redshift z ≥ 7, soit plus du double du nombre de quasars précédemment connus à de tels redshifts. Le quasar avec le décalage vers le rouge le plus élevé , EUCL J1729+6410 à z ≈ 7,77, établit un nouveau record de décalage vers le rouge pour un quasar. Il faut préciser que pour découvrir les dix premiers quasars situés à environ à un décalage vers le rouge de 7 ou plus, ça a pris plus d'une décennie aux astronomes. Mais grâce à Euclid, on vient d'en découvrir davantage en une seule année…
Une grande partie des quasars découverts ici se situent dans la partie inférieure de la distribution de luminosité des quasars. De plus, deux de ces quasars présentent des contreparties radio significatives (> 5 σ ) dans le catalogue LoTSS, ce qui souligne la synergie prometteuse entre Euclid et le réseau LOFAR pour l'identification et la caractérisation de la population de quasars à haut décalage vers le rouge ( z ∼ 7 et au-delà). Ces découvertes marquent donc une avancée substantielle dans l'étude de l'époque de la réionisation cosmique, démontrant la capacité sans précédent d'Euclid à repousser les limites de l'étude des quasars en fonction du décalage vers le rouge. Des observations complémentaires sont déjà en cours, bien que nombre de ces sources soient faibles et difficiles à caractériser spectroscopiquement. Des instruments tels que le JWST, NOEMA et ALMA seront essentiels pour leur caractérisation future.
Le deuxième quasar le plus ancien découvert par Yang et ses collègues (EUCL J1253+7054) a d'ailleurs déjà fait l'objet d'une étude spécifique plus approfondie par Silvia Belladitta et ses collaborateurs. Ces observations ont révélé que le quasar est enfoui dans une galaxie poussiéreuse et gazeuse où se forme activement de nouvelles étoiles, laissant entrevoir à quoi pourrait ressembler la galaxie hôte d'un trou noir supermassif primitif.
Clairement, ces découvertes démontrent le rôle transformateur d’Euclid dans la découverte des quasars à haut redshift. Elles préparent le terrain pour de futures études de suivi sur les galaxies primitives abritant des quasars, la croissance des trous noirs supermassifs ainsi que le milieu intergalactique à l’époque de la réionisation.
Il est notable que les résultats présentés ici sont globalement cohérents avec les prévisions qu’avait faites la collaboration Euclid en 2019. Les astrophysiciens avaient en effet calculé qu’il devait exister environ 20 quasars à z ≳ 7 dans 3000 deg² dans la bande spectrale JE du télescope, et Yang et al. en ont identifié 14 avec cette caractéristique parmi leurs 31 nouvelles découvertes. Evidemment, la recherche et le suivi spectroscopique ne sont pas encore terminés (en particulier dans l'hémisphère sud), et cette comparaison est donc provisoire ; mais elle pourrait suggérer que certaines fonctions de luminosité des quasars existantes sous-estiment la densité numérique à un redshift z ≳ 7 pour les quasars de faible luminosité.
Dans leur conclusion, les chercheurs estiment que, à mesure que la zone d'observation d'Euclid va s'étendre et que les confirmations progressent, les premiers quasars à z > 8 seront probablement identifiés prochainement…
Source
Euclid : Découverte de 31 nouveaux quasars à 6,6 < z < 7,8
D. Yang et al.,
Astronomy & Astrophysics (6 juillet 2026)
https://doi.org/10.1051/0004-6361/202658883
Illustration
15 quasars lointains sur les 31 observés avec Euclid [au centre de chaque image] (ESA / Euclid / Euclid Consortium / NASA, image processing by the Euclid Science Ground Segment and Antoine Basset (CNES))
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