Le télescope James Webb révèle les origines de mystérieux petits points rouges

Des recherches récentes utilisant le télescope spatial James Webb se sont concentrées sur un groupe d'objets astronomiques compacts et rouges connus sous le nom de petits points rouges, ou LRDs. Ces découvertes contribuent à la compréhension des structures cosmiques précoces et de la formation des trous noirs au cours du premier milliard d'années de l'univers.

Les LRDs ont été observés pour la première fois à un décalage vers le rouge élevé, indiquant leur présence moins d'un milliard d'années après le Big Bang. Environ deux milliards d'années après le Big Bang, ces objets avaient presque entièrement disparu de l'univers observable.

Des études ont montré que les LRDs ne sont pas uniformes dans leurs caractéristiques. Les données spectroscopiques de certains de ces objets révèlent de larges lignes d'émission d'hydrogène et d'hélium, ce qui suggère la présence de noyaux galactiques actifs et peut-être de jeunes trous noirs supermassifs au sein de régions de gaz ionisé dense.

Une analyse plus approfondie publiée dans The Astrophysical Journal Letters a révélé qu'environ 43 % d'un échantillon de 83 LRDs ont une ou plusieurs sources compagnes brillantes en ultraviolet. Ces compagnons sont spatialement décalés par rapport aux LRDs principaux par des distances allant de 0,5 à 5 kiloparsecs, avec une séparation typique d'environ 1,0 kiloparsec.

Ce que les chiffres montrent

• Les LRDs sont apparus moins d'un milliard d'années après le Big Bang
• Au bout de 2 milliards d'années après le Big Bang, les LRDs avaient presque disparu
• 43 % des 83 LRDs étudiés ont des compagnons brillants en UV à une séparation de 0,5 à 5 kiloparsecs
• Un LRD à un décalage vers le rouge de 7,04 a une métallité de 0,004 fois celle du Soleil, près d'un trou noir de 3 à 5 × 107 masses solaires
• Des observations en domaine temporel de 18 LRDs n'ont montré aucune variabilité détectable sur 140 à 220 jours

Dans un cas documenté, un LRD situé à un décalage vers le rouge de 7,04 a été trouvé avec une métallité d'environ 0,004 fois celle du Soleil, situé près d'un trou noir dont la masse est estimée entre 30 et 50 millions de fois celle du Soleil. Cette faible métallité et la présence d'un trou noir massif fournissent des indices sur les conditions dans l'univers primitif.

Une autre découverte concerne un « point X » qui partage plusieurs caractéristiques avec les LRDs mais émet des radiations X. Cet objet pourrait représenter une phase de transition entre les LRDs et des trous noirs supermassifs en croissance plus typiques, reliant deux types de phénomènes cosmiques précoces.

Certains chercheurs ont proposé que les LRDs pourraient être des « étoiles trou noir », qui sont des structures de gaz dense alimentées par des trous noirs qui accumulent activement du matériel. Ce modèle pourrait expliquer la compacité et la couleur rouge observées dans ces objets.

Des observations spectroscopiques en domaine temporel de 18 LRDs à des décalages vers le rouge compris entre 3,9 et 6,8, surveillées sur des périodes de repos de 140 à 220 jours, n'ont pas détecté de changements significatifs de luminosité ou d'émission d'hydrogène-alpha. Ce manque de variabilité suggère que ces LRDs pourraient ne pas se comporter de la même manière que les noyaux galactiques actifs typiques.

* Cet article est basé sur des informations publiquement disponibles au moment de la rédaction.