« Tout s’emboîte » : les scientifiques pensent avoir trouvé ce qui se cache derrière les « points rouges » du télescope James-Webb

Si vous regardez l’Univers tel qu’il était environ 600 millions d’années après le Big Bang, vous y verrez tout un tas de petits points rouges. C’est le télescope spatial James-Webb (JWST) qui l’a révélé aux yeux du monde. Il y a quatre ans déjà. Et les astronomes tentent, depuis, de percer les secrets de ces objets énigmatiques. On ne compte plus le nombre d’études publiées à leur sujet.

Aujourd’hui, une de plus ? Oui, mais celle-ci est peut-être celle qui lève enfin le voile sur la nature de ces petits points rouges. Et il aura fallu, pour cela, un petit coup de pouce du hasard.

Une découverte inattendue

Les astronomes cherchaient des étoiles de population III et des galaxies peu lumineuses dans l’amas Abell S1063 quand ils sont tombés sur un petit point rouge qui a attiré leur attention. Nom de code : Glimpse-17775.

L’objet est en réalité bien plus éloigné que l’amas de galaxies sur lequel étaient concentrés les chercheurs. Et son spectre est amplifié par effet de lentille gravitationnelle. Grâce à la sensibilité infrarouge du télescope James-Webb, les astronomes ont ainsi pu obtenir une quantité étonnante de détails concernant Glimpse-17775 : plus de 40 raies spectrales constituant le spectre le plus détaillé jamais obtenu pour un petit point rouge.

Comme les pièces d’un puzzle cosmique

« Lorsque nous avons observé le spectre pour la première fois, c’était comme si toutes les pièces d’un puzzle étaient éparpillées sur le sol, se souvient Vasily Kokorev, auteur principal de l’étude, dans un communiqué de la Nasa. Nous avons ramassé chaque pièce, mesuré les raies spectrales et commencé à les assembler pour former une mosaïque. Certaines pièces semblaient insignifiantes au premier abord, mais en les assemblant, nous avons compris qu’il y avait quelque chose de significatif. »

Dans The Astrophysical Journal, l’équipe détaille l’analyse de ce spectre unique. Les chercheurs rapportent que de nombreuses raies spectrales, comme celles de l’hydrogène, de l’oxygène et de l’hélium, ne s’inscrivent pas dans un modèle simple de type nuage de gaz en rotation. Pour les comprendre, il faut imaginer un cocon de gaz dense et stratifié entourant la source.

L’intensité et les rapports de certaines raies, notamment les 16 raies du fer ou certaines raies de l’oxygène, nécessitent une source de haute énergie pour les produire, comme un trou noir en accrétion rapide. De plus, les astronomes ont observé la fluorescence et l’absorption de l’hélium dans le spectre, deux phénomènes qui suggèrent individuellement la présence d’un milieu dense enveloppant une source puissante.

Les données spectroscopiques du télescope spatial James-Webb (JWST) concernant le petit point rouge Glimpse-17775 contiennent plus de 40 raies spectrales. Le spectre présente de multiples indicateurs indépendants qui étayent la théorie selon laquelle ce petit point rouge est un trou noir en accrétion rapide, ou en croissance, enveloppé d’un cocon de gaz chaud et dense. Cet environnement stratifié, semblable à une coquille, retraite la lumière émise à proximité du trou noir et produit les caractéristiques observées dans le spectre. © Illustration : Nasa, ESA, CSA, Vasily Kokorev (UT Austin) ; Designer : Leah Hustak (STScI)

La signature de trous noirs pas comme les autres ?

Ces indices sont autant de preuves que pour comprendre la nature de ces petits points rouges, le scénario BH* – comprenez que les objets révélés par le télescope spatial James-Webb seraient autant d’« étoiles à trous noirs », c’est-à-dire des trous noirs en croissance, enfouis dans un cocon de gaz – est le meilleur. D’autant qu’il expliquerait aussi les faibles émissions en rayons X enregistrées pour Glimpse-17775 et ses cousins. Celles-ci seraient absorbées par le cocon de gaz qui les entoure.

Lorsque le JWST a découvert les premiers petits points rouges, certains astronomes ont pensé devoir revoir la cosmologie. Ils ne comprenaient pas comment des galaxies avaient pu croître si rapidement dans l’Univers primordial pour expliquer autant de lumière émise. L’équipe de l’université du Texas estime que Glimpse-17775 s’intègre au contraire parfaitement au cadre actuel de l’histoire de l’évolution de l’Univers, car la masse des trous noirs en question n’a pas besoin d’être aussi importante pour expliquer les larges raies d’émission observées.

« Tout s’emboîte, rien n’est cassé, et je pense que cela rend le puzzle qu’est notre Univers encore plus fascinant. Pour la suite, j’ai hâte d’approfondir mes recherches et de découvrir ce qui alimente les sources de ces petits points rouges. Bien que nous pensions qu’il s’agit d’un trou noir, d’autres théories intéressantes sont proposées, ce qui est passionnant. Peut-être que d’ici un an ou deux, nous aurons la réponse définitive à la question de leur origine », s’enthousiasme Vasily Kokorev.