Trous noirs : le paradoxe des « little red dots » résolu
En braquant le télescope spatial James-Webb (JWST) vers l’Univers lointain, les astronomes ont découvert des objets inattendus, connus sous le nom de « little red dots » (LRD, « petits points rouges »). Ces objets, détectés principalement entre 600 millions et 1,2 milliard d’années après le Big Bang, posent un défi majeur pour les chercheurs. Vadim Rusakov, astronome à l’université de Manchester, et ses collaborateurs proposent une nouvelle interprétation des propriétés lumineuses de ces objets.
Les LRD ont échappé aux observations du télescope spatial Hubble, qui n’avait pas la sensibilité nécessaire pour les détecter. Les premières analyses indiquent que ces LRD sont des objets très compacts, brillants et massifs. Leur nature soulève des questions, car des objets aussi petits ne devraient abriter que de petites galaxies avec un trou noir supermassif en leur centre. Cependant, la proportion de ces trous noirs dans la masse totale des LRD est bien plus élevée que dans les galaxies modernes, rendant leur existence difficile à expliquer à cette époque de l’Univers.
Plusieurs théories ont été avancées pour expliquer les LRD. En septembre 2025, Anna de Graaff, du centre d’astrophysique Harvard-Smithsonian, a suggéré qu’ils pourraient être des étoiles-trous noirs, c’est-à-dire des trous noirs supermassifs entourés d’une épaisse enveloppe d’hydrogène. Un mois plus tard, Fabio Pacucci, également de Harvard-Smithsonian, a proposé qu’ils pourraient être des halos de matière noire en rotation lente.
L’hypothèse selon laquelle les LRD sont des trous noirs supermassifs demeure la plus acceptée, mais la question de leur masse reste problématique. Pour évaluer cette masse, les chercheurs utilisent la technique de l’« élargissement des raies », qui repose sur l’observation des longueurs d’onde de la lumière émise par le disque d’accrétion entourant le trou noir. Cependant, Rusakov et ses collègues soutiennent que cette méthode pourrait être mal interprétée dans le cas des LRD.
En analysant 12 LRD, ils ont observé que ces objets sont entourés d’un gaz ionisé riche en électrons. Cette interaction entre la lumière et les électrons pourrait fausser l’estimation de la masse des trous noirs, car les électrons diffusent la lumière, ce qui contribue à l’élargissement de la raie Hɑ. Nicolas Laporte, astrophysicien à Aix-Marseille Université, explique que si cette interaction n’est pas prise en compte, on conclut à une masse trop élevée des trous noirs.
Cette nouvelle compréhension pourrait réconcilier la relation observée entre la masse des trous noirs supermassifs et la masse des étoiles dans leur galaxie. Les résultats indiquent que les trous noirs des LRD respectent les proportions habituelles entre un noyau et sa galaxie. Pour confirmer ces résultats, des études supplémentaires sur un plus grand nombre de LRD sont nécessaires, notamment avec des télescopes de meilleure résolution comme l’Extremely Large Telescope (ELT), prévu pour 2029.
Source : Pour la Science
