James Webb détecte des mystérieux “petits points rouges”

Depuis ses premières observations, le télescope spatial James Webb a révélé une population d’objets étranges dans l’Univers primordial. Minuscules en apparence, très lumineux et dotés d’une étonnante couleur rouge, ces « Little Red Dots », ou petits points rouges, ne correspondent à aucune catégorie d’objet connue. De quoi s’agit-il ?

L’hypothèse dominante les associe à des trous noirs supermassifs engloutissant de la matière au cœur de jeunes galaxies. Une équipe internationale menée par des astronomes de l’Université du Texas à Austin ont toutefois un autre regard. Certains de ces points rouges pourraient être des amas globulaires observés pendant leur naissance, alors qu’ils abritaient encore une étoile supermassive en leur centre.

Que sont les petits points rouges observés par James Webb ?

Détectés en nombre par le JWST depuis 2022, ces petits points rouges apparaissent dans des régions très éloignées de la Terre. Ces observations correspondant aux premières centaines de millions d’années de l’Univers. Ils deviennent visibles environ 600 millions d’années après le Big Bang, puis semblent disparaître des relevés cosmiques environ 1,5 milliard d’années plus tard.

Ce sont des objets extrêmement compacts. Certains mesurent moins de 30 années-lumière et libérent une quantité considérable de lumière. L’analyse de leurs spectres dévoile une forte émission ultraviolette accompagnée d’une composante optique beaucoup plus rouge.

La présence de larges raies d’émission de l’hydrogène a conduit de nombreux astronomes à privilégier la piste de trous noirs actifs. Dans ce scénario, la lumière proviendrait de la matière chauffée à des températures extrêmes avant d’être engloutie par un trou noir supermassif.

Cette interprétation n’explique cependant pas tout.

Des amas globulaires surpris en pleine formation ?

Une nouvelle étude avance que certains de ces petits points rouges pourraient représenter une étape très brève de la formation des amas globulaires. Un amas globulaire est un immense regroupement d’étoiles anciennes, extrêmement denses, qui orbitent autour des galaxies. La Voie lactée en possède environ 150. Leur origine exacte rest pour le moment difficile à reconstituer.

Dans le modèle proposé, la lumière ultraviolette des petits points rouges serait produite par une population de jeunes étoiles. Leur composante rouge et optique proviendrait en revanche d’une étoile supermassive située au cœur de l’amas.

La combinaison de ces deux sources lumineuses peut reproduire la signature spectrale en forme de « V » observée par James Webb. Les chercheurs parviennent notamment à générer un profil proche de celui de certains petits points rouges avec une étoile centrale d’environ 54 000 masses solaires entourée d’un jeune amas stellaire.

Le scénario permet aussi d’apporter une réponse à un autre mystère. Les étoiles d’un amas globulaire se sont généralement formées à des périodes très proches. Elles devraient donc proposer une composition chimique homogène. Pourtant dans les faits de nombreux amas, les observations dévoilent le contraire. Plusieurs populations d’étoiles aux signatures différentes sont présentes. Mieux  elles sont même anormalement riches en hélium, en azote, en sodium ou en aluminium, tout en étant pauvres en carbone, en oxygène et en magnésium. Cet état suppose que la matière a été transformée par des réactions nucléaires se produisant à des températures bien supérieures à celles du cœur d’une étoile classique.

Une étoile supermassive constituerait précisément le type de fournaise capable de produire ces éléments. S

Le mystère est loin d’être résolu

Les auteurs restent cependant prudents. Leur modèle peut reproduire plusieurs caractéristiques mais il rencontre encore des difficultés pour expliquer précisément les températures et la luminosité totale observées.

D’autres scénarios restent donc crédibles. Les petits points rouges pourraient être des galaxies compactes, des trous noirs actifs enveloppés de gaz ou même regrouper plusieurs catégories d’objets partageant une apparence similaire.

L’étude est disponible sous la forme d’une prépublication déposée sur arXiv.