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Pour expliquer leur éclat particulièrement intense, les chercheurs ont avancé deux idées principales: des galaxies exceptionnellement riches en étoiles ou des trous noirs supermassifs. Néanmoins, ces deux scénarios semblaient improbables car ils impliqueraient la présence d'objets trop massifs pour se former si tôt dans l'histoire cosmique.
Six images du James Webb montrant des 'Petits Points Rouges' dans l'Univers primitif.
Crédit: NASA, ESA, CSA, STScI, D. Kocevski (Colby College)
Afin de trancher, une équipe a analysé douze de ces objets, dont le plus jeune existait environ 840 millions d'années après le Big Bang. Leur travail, publié dans Nature, apporte des éléments nouveaux pour éclaircir cette question.
Les résultats montrent que ces sources lumineuses équivalent à plus de 250 milliards de soleils, mais mesurent moins d'un tiers d'année-lumière de diamètre. Une telle compacité rend impossible l'hypothèse d'une concentration d'étoiles.
Le spectre de la lumière émise indique qu'elle est diffusée par des électrons dans des nuages denses de gaz ionisé au centre de ces points. Il s'avère que ce type d'enveloppes capturent la plupart des rayonnements produits près des trous noirs, masquant les signaux habituels comme les rayons X ou les ondes radio.
La mesure de la vitesse du gaz, estimée à environ 1,08 million de kilomètres par heure, permet aux scientifiques de déduire que les objets sont sûrement des trous noirs de masse comprise entre 100 000 et 10 millions de fois celle du Soleil. Ces valeurs correspondent à ce que l'on attend de trous noirs jeunes.
Cette avancée ouvre la voie à une meilleure compréhension de la naissance des trous noirs supermassifs, que ce soit par croissance progressive ou formation directe.
Les nuages de gaz ionisé en astronomie
Dans l'espace, le gaz ionisé est un plasma où les atomes ont perdu ou gagné des électrons, devenant chargés électriquement. Ces régions sont communes autour des étoiles chaudes ou des objets énergétiques comme les trous noirs.
Ces nuages peuvent influencer la façon dont la lumière nous parvient. Par exemple, ils diffusent les rayonnements, modifiant leur trajectoire et leur intensité. Cela crée parfois des effets de masquage, cachant certaines émissions caractéristiques des objets astrophysiques.
Dans le cas des petits points rouges, les nuages de gaz ionisé agissent comme des cocons qui piègent la lumière émise près des trous noirs. Ce processus explique pourquoi les signaux habituels, tels que les rayons X, ne sont pas détectés, rendant ces objets difficiles à identifier.
L'étude de ces nuages aide les astronomes à interpréter les observations et à mieux comprendre les environnements extrêmes de l'Univers. Ils jouent un rôle important dans de nombreux phénomènes cosmiques.