La paire de quasars Nāpōwawā'enakaulua, aussi désignée J1602+4228AB, est la plus ancienne paire compacte connue. Repérée grâce au télescope spatial James Webb et au télescope Gemini North, elle est née à peine 900 millions d'années après le Big Bang, et les astrophysiciens ne comprennent pas encore comment elle a pu se former.
Ce nom hawaïen provient du programme A Hua He Inoa, porté par le centre d'astronomie 'Imiloa et le collège de langue hawaïenne de l'université d'Hawaï. Il se traduit par "deux corps célestes d'une obscurité puissante et insondable, dans l'éclat de la chaleur, réincarnant l'énergie dans l'Univers". Il fait écho à Pōwehi, le premier trou noir photographié en 2019, et à Pōniuā'ena, le quasar le plus lointain connu au moment de sa découverte en 2020.
Le couple fait l'objet d'une étude parue le 10 novembre 2026 dans The Astrophysical Journal Letters. Il s'agit de deux trous noirs supermassifs extrêmement lumineux, nés environ 900 millions d'années après le Big Bang, soit à l'aube de l'Univers. Leur existence même va à l'encontre des modèles sur la formation de l'Univers. Les quasars, qui comptent parmi les objets les plus brillants connus, devraient souvent aller par paires selon les astronomes, mais il est rare de parvenir à les identifier, et plus encore aussi loin.
Deux monstres très proches l'un de l'autre
Les auteurs de l'étude, qui font partie d'une large coopération internationale, ont utilisé le télescope Gemini North, situé à Hawaï, ainsi que le télescope spatial James Webb. La paire est d'abord apparue dans les données d'Aether, un programme du JWST dirigé par Emanuele Paolo Farina (NOIRLab), qui a observé 200 quasars, soit 43 % de tous ceux connus à cette époque. En examinant ces données, l'équipe a repéré un compagnon au quasar J1602+4228A, avant que le spectrographe infrarouge de Gemini North ne permette de distinguer nettement les deux objets.
La phase observée est relativement courte dans la vie d'un trou noir, et J1602+4228B est très peu lumineux. Depuis le sol, l'observation aurait dû être quasiment impossible, mais un ciel exceptionnellement pur au-dessus du Maunakea a permis à l'équipe de récolter les données en deux nuits seulement.
Les deux objets sont espacés de seulement 18 100 années-lumière, soit tout juste un cinquième du diamètre de la Voie lactée. L'un a une masse de 1,5 milliard de masses solaires, et l'autre "à peine" 400 millions. Sagittarius A*, le trou noir au centre de notre galaxie, pèse environ 4 millions de masses solaires, si bien que le plus gros des deux est plus de 300 fois plus massif.
Un mystère dans l'Univers lointain
Les modèles ne parviennent pas à expliquer totalement comment des astres aussi massifs ont pu se former si tôt, alors que les premières galaxies et trous noirs venaient juste de voir le jour. Les trous noirs supermassifs actuels ont pourtant eu des milliards d'années pour accréter de la matière, voire fusionner à plusieurs reprises, avant d'atteindre une telle taille. Or Nāpōwawā'enakaulua est observé moins d'un milliard d'années après le Big Bang.
Silvia Onorato, chercheuse postdoctorale au NOIRLab qui a dirigé l'étude, le reconnaît dans un communiqué : "Il n'y a pas d'explication théorique définitive à l'existence d'un seul de ces quasars géants aussi tôt dans l'histoire de l'Univers. A fortiori s'il y en a deux. Nous avons observé Nāpōwawā'enakaulua à une époque où l'Univers n'avait qu'un treizième de son âge actuel et, étonnamment, ses trous noirs supermassifs sont aussi massifs que ceux que l'on voit aujourd'hui."
D'après les auteurs, l'existence de ces astres pourrait renseigner sur l'état de l'Univers à ses débuts. L'équipe y voit le signe d'une région où la matière était exceptionnellement concentrée, et où les interactions entre galaxies auraient nourri à la fois la formation d'étoiles et la croissance rapide des trous noirs. Les données sur cette époque restent toutefois peu nombreuses, ce qui rend difficile la construction de modèles solides.
