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Les scientifiques ont peut-être enfin cerné la nature de certains des objets les plus déroutants du ciel nocturne.
Dans une nouvelle étude, des chercheurs ont étudié l’identité de « petits points rouges. » Ces objets mystérieux du premier univers ont des caractéristiques à la fois de galaxies et de supermassifs. trous noirs mais ne correspond pas tout à fait à la description de l’un ou l’autre.
De petits points rouges ont été observés pour la première fois par le Télescope spatial James Webb (JWST) peu de temps après que le vaisseau spatial a commencé à collecter des données en 2022. On pensait initialement qu’il s’agissait de galaxies compactes remplies d’étoiles, mais elles étaient présentes trop tôt dans l’univers pour avoir formé autant d’étoiles – du moins dans notre compréhension actuelle de l’évolution des galaxies.
Au lieu de cela, d’autres chercheurs ont suggéré que les objets inhabituels pourraient être les premiers trous noirs supermassifs. La lumière émise par les atomes d’hydrogène sous tension autour des points suggère que le gaz se déplace à des milliers de kilomètres par seconde, entraîné par l’attraction gravitationnelle de l’objet au centre.
« De telles vitesses extrêmes sont la preuve irréfutable d’un noyau galactique actif », c’est-à-dire un trou noir supermassif affamé au centre d’une galaxie qui attire la matière, Rodrigo Nemmenastrophysicien à l’Université de São Paulo au Brésil, a écrit dans un article d’accompagnement publié dans la revue Nature.
Mais contrairement aux trous noirs supermassifs, aucun petit point rouge n’a été observé émettant des rayons X ou des ondes radio. Et peu importe que ces points soient des trous noirs ou des premières galaxies, ils semblent avoir trop de masse pour s’être formés aussi tôt dans l’univers.
Métamorphose du trou noir
Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont examiné de près la lumière émise par ces objets pour mieux comprendre leur nature. Les scientifiques ont étudié les spectres de 30 petits points rouges, chacun collecté par les instruments infrarouges du JWST.
La lumière émise par les petits points rouges correspond étroitement à la lumière que l’équipe prévoyait être émise par un trou noir supermassif entouré d’un dense nuage de gaz. Ce cocon gazeux aurait pu piéger les émissions de rayons X et radio des trous noirs en croissance, les empêchant d’atteindre JWST.
Lorsque l’équipe a recalculé la masse des petits points rouges selon la nouvelle interprétation, elle a constaté que les points étaient environ 100 fois moins massifs qu’on ne le pensait auparavant. Ensemble, les preuves suggèrent que de petits points rouges forment des trous noirs supermassifs qui accumulent le gaz environnant.
« Ce sont les trous noirs de masse la plus faible avec un redshift élevé, à notre connaissance, et suggèrent une population de jeunes (trous noirs supermassifs) », ont écrit les chercheurs dans l’étude. (Redshift décrit comment la lumière s’étend vers l’extrémité la plus rouge du spectre électromagnétique lorsqu’elle traverse le cosmos en expansion ; un redshift plus élevé signifie un objet plus éloigné.)
« Avec les estimations de masse corrigées, (les petits points rouges) correspondent aux théories standards de l’évolution cosmique », a écrit Nemmen. Pour confirmer ces résultats, il faudra étudier davantage de petits points rouges pour déterminer si cette phase de « cocon » est courante et déterminer quel rôle elle joue dans la croissance des trous noirs.
