Des amas de « points rouges » pâles dispersés dans les images de l'univers primitif ont intrigué les astronomes depuis que le télescope spatial James Webb a été mis en observation scientifique. Les dernières recherches donnent une réponse inattendue et extrême : ces petits points rouges sont en réalité de jeunes trous noirs enveloppés dans un cocon de gaz dense, avalant la matière à grande vitesse et se développant rapidement. Le rayonnement chaud qu'ils libèrent pénètre dans le « cocon » de gaz et montre une lueur rouge unique dans le champ de vision du télescope Webb.
Cette étude, menée par une équipe du « Cosmic Dawn Center » de l'Institut Niels Bohr de l'Université de Copenhague, a été publiée dans la revue « Nature » le 14 janvier. Elle fournit des indices clés pour comprendre l'origine des premiers trous noirs de l'univers. L'étude a souligné que ces points rouges sont apparus seulement quelques centaines de millions d'années après la naissance de l'univers, puis ont « disparu » de la vue au cours de l'évolution environ un milliard d'années plus tard. Leur existence courte et brillante était autrefois soupçonnée de représenter « des galaxies primitives anormalement énormes ». Cependant, cette hypothèse entre en conflit avec les modèles traditionnels de formation des galaxies, car selon les théories existantes, des galaxies aussi énormes n'auraient pas dû apparaître si tôt.
Après deux ans d'analyse systématique des images Webb, l'équipe est arrivée à une nouvelle explication : ces points rouges ne sont pas de très grandes galaxies, mais de jeunes trous noirs avec des masses des centaines de fois plus petites que celles estimées précédemment, cachés dans un « cocon » constitué de gaz ionisé dense. Le professeur Darragh Watson, l'un des responsables de l'étude, a souligné que lorsque le trou noir avale le gaz environnant, il le réchauffe à des millions de degrés et produit un rayonnement extrêmement puissant. Ce rayonnement pénètre dans la couche du cocon de gaz et forme un signal rouge distinctif dans la bande infrarouge. C'est la source du "point rouge".
Bien qu’on les qualifie de « jeunes », l’ampleur de ces trous noirs n’en reste pas moins étonnante, avec une masse pouvant atteindre 10 millions de fois celle du soleil et un diamètre d’environ 10 millions de kilomètres. Cependant, ils font toujours partie des plus petits types de trous noirs supermassifs actuellement observés. Le comportement « mangeur » des trous noirs est également assez inefficace : le gaz tombant dans le puits de potentiel gravitationnel est comprimé et accéléré à mesure qu'il s'approche du trou noir, se réchauffe et brille dans la structure en forme de disque ou d'entonnoir, libérant une énergie presque incomparable. Le rayonnement intense « souffle » également la majeure partie du gaz des pôles du trou noir, et seule une très petite partie est réellement avalée. C’est pourquoi l’équipe de recherche qualifie vivement le trou noir de « mangeur bâclé ».
Avant cela, la communauté astronomique avait du mal à expliquer pourquoi il existe déjà des trous noirs supermassifs dans l'univers avec une masse d'un milliard de fois celle du soleil environ 700 millions d'années seulement après le Big Bang. Les derniers résultats montrent que ces « points rouges » se situent dans la période de croissance extrêmement courte mais violente du trou noir. L'étape où ils sont enveloppés dans un gaz dense n'a jamais été directement capturée dans le passé, et maintenant ils ont été « capturés sur place » pour la première fois par le télescope Webb. L'équipe de recherche estime que cette étape fournit le « canal d'approvisionnement en carburant » nécessaire à la croissance rapide des trous noirs, offrant ainsi une voie réalisable pour que les trous noirs supermassifs se transforment rapidement en géants dans l'univers primitif.
Jusqu’à présent, les astronomes ont identifié des centaines de ces points rouges dans les données Webb, qui ont tous été classés comme jeunes candidats aux trous noirs. Sa masse est bien inférieure à celle des trous noirs « monstres » supposés par les modèles précédents, ce qui signifie que ces signaux d'observation peuvent être expliqués dans le cadre existant sans introduire d'objets exotiques ou de processus physiques complètement nouveaux. Ce travail a non seulement transformé le « point rouge » d'un mystère en un paradigme, mais a également mis l'équipe responsable de la recherche au Cosmic Dawn Center en couverture de Nature, soulignant sa position importante dans le domaine de la recherche sur l'univers primitif et les trous noirs.
Compilé à partir de /ScitechDaily