Le télescope spatial James Webb (JWST) a révélé d’énigmatiques « petits points rouges » dans l’univers primitif, suscitant un débat sur leur origine. Les théories initiales suggéraient que ces objets étaient des trous noirs à croissance rapide, mais de nouvelles recherches indiquent qu’il pourrait s’agir plutôt d’étoiles massives sur le point de s’effondrer, les ancêtres potentiels des premiers trous noirs supermassifs. Cette découverte redéfinit notre compréhension des débuts de l’évolution galactique et de la formation des premiers trous noirs.
Le mystère des points rouges
Ces objets compacts et rougeâtres sont apparus dans les 2 milliards d’années qui ont suivi le Big Bang, surprenant les astronomes par leur petite taille et l’absence d’émissions de rayons X attendues, généralement associées à l’alimentation active des trous noirs. Leurs spectres ne présentent pas non plus les signatures métalliques communes autour des trous noirs, ce qui suggère un environnement chimiquement vierge. Cette ambiguïté a conduit Devesh Nandal et Avi Loeb de Harvard et du Smithsonian Center for Astrophysics à explorer une alternative : ces points pourraient être des étoiles supermassives dans leurs derniers instants.
Les étoiles supermassives comme explication possible
L’équipe de recherche a développé un modèle d’étoiles supermassives primordiales – la première génération d’étoiles (Population III), atteignant potentiellement des milliers de fois la masse du soleil. Ces étoiles, formées d’hydrogène et d’hélium, devraient s’effondrer en trous noirs supermassifs après leur mort.
Leurs simulations correspondaient aux niveaux de luminosité observés et aux caractéristiques spectrales de deux points rouges spécifiques (MoM-BH*-1 et The Cliff), y compris une baisse distinctive en « forme de V » dans leurs spectres. Cette baisse, initialement attribuée à l’absorption de poussières, semble désormais provenir de l’atmosphère elle-même de l’étoile. Si de telles étoiles existaient, elles produiraient naturellement les caractéristiques observées.
Un phénomène de courte durée
Ces étoiles hypothétiques ne brûleraient intensément que pendant environ 10 000 ans (pour les plus massives) ou jusqu’à un million d’années (pour les étoiles ayant entre 10 000 et 100 000 masses solaires), ce qui rendrait leur détection difficile. La courte durée de vie soulève des questions sur les raisons pour lesquelles des centaines de ces objets ont déjà été découverts.
L’équipe suggère que tous les points rouges ne peuvent pas être expliqués par ce modèle, ce qui signifie que certains pourraient encore être des trous noirs. Un test clé consistera à détecter les émissions de rayons X, ce qui confirmerait l’activité des trous noirs. La variabilité de la luminosité favoriserait également l’hypothèse du trou noir, dans la mesure où les étoiles émettent de la lumière de manière plus constante.
Les prochaines étapes de la confirmation
La preuve décisive réside dans les mesures spectroscopiques détaillées du gaz entourant ces points. La présence d’azote soutiendrait la théorie des étoiles supermassives, tandis que de fortes lignes de néon indiqueraient un trou noir. Les observations radio provenant d’installations telles que le Square Kilometer Array pourraient également détecter les émissions de trous noirs qui autrement pourraient être obscurcies par la poussière.
Si ces objets sont des trous noirs, des ondes radio s’échapperont et seront détectées. S’il s’agit d’étoiles, nous devrions voir une émission constante et constante.
En fin de compte, reste à savoir si ces « petits points rouges » représentent les derniers moments d’étoiles mourantes ou les lieux de naissance de trous noirs. D’autres observations seront essentielles pour résoudre ce mystère cosmique.
