De mystérieux points rouges repérés dans le jeune Univers cachent bien de petites galaxies autour de leur cœur très lumineux.
Le télescope spatial James-Webb observe ces objets depuis ses premières campagnes. Sur les images, ils ressemblent souvent à de simples points rouges, d’où leur surnom de « little red dots ». Ils existaient durant le premier milliard d’années après le Big Bang.
L'approche par empilement révèle une émission étendue
Une limitation empêchait jusqu’ici de bien connaître la matière autour de ces points lumineux. Ils sont extrêmement petits et lointains.
L’équipe a contourné cette difficulté en combinant les images de 217 petits points rouges du relevé COSMOS-Web. Le principe est simple : en superposant de nombreux objets comparables, les caractéristiques communes et très faibles deviennent plus faciles à détecter. Les chercheurs ont utilisé quatre bandes infrarouges de la caméra NIRCam de James-Webb.
Une faible lumière étendue apparaît alors autour du centre dans la bande infrarouge la plus longue étudiée. Elle correspond à une galaxie d’environ 200 parsecs de taille caractéristique, soit quelque 650 années-lumière. C’est très compact.
Les chercheurs ont aussi estimé la masse totale. En moyenne, ils ont mesuré environ un milliard de fois la masse du Soleil. Ce chiffre correspond à la galaxie moyenne révélée par l’empilement des 217 objets.
Pourquoi cette mesure compte-t-elle ? Beaucoup de petits points rouges semblent abriter des trous noirs très actifs. Pour comprendre leur apparition rapide, il faut savoir quelle galaxie les entoure. Jusqu’à présent, la lumière du centre masquait largement cette information. La nouvelle détection fournit une mesure directe des étoiles qui accompagnaient ces objets dans le jeune Univers.
Les auteurs disposent maintenant d’un moyen de comparer la croissance des galaxies avec celle de leurs trous noirs durant le premier milliard d’années. Leur méthode repose toutefois sur une moyenne : elle ne révèle pas encore la forme et la masse précises de chaque galaxie. Des observations plus profondes devront déterminer à quel point ces hôtes diffèrent d’un petit point rouge à l’autre.