« Curieuse combinaison »
Cette « curieuse combinaison » suggère que la tache rouge est un type de source astrophysique entièrement nouveau. Les astronomes la qualifient d' »étoile à trou noir ».
Dans un article récemment publié dans la revue Nature, l’équipe de chercheurs présente son analyse de ce nouvel objet, découvert grâce au télescope spatial James Webb (JWST) de la NASA. Le télescope a repéré ce point rouge brillant dans l’Univers primordial, quelques centaines de millions d’années seulement après le Big Bang.
Les scientifiques concluent que l’explication la plus probable de cet étrange point rouge est qu’il s’agit d’un hybride entre un trou noir et une étoile – une combinaison jamais observée jusqu’à présent. L’objet est vraisemblablement un nuage de gaz extrêmement dense, alimenté non pas par la fusion nucléaire classique, mais par un trou noir central.
Les étoiles (à gauche) peuvent être considérées comme des sphères de gaz denses alimentées par la fusion nucléaire en leur centre. Les trous noirs (au centre) grossissent généralement en absorbant de la matière via un disque d’accrétion. Les étoiles à trou noir (à droite) représentent un nouveau type d’objet : des trous noirs naissants, enveloppés de gaz dense, qui rayonnent comme des étoiles. Le trou noir en accrétion, source d’énergie, joue le rôle de la fusion nucléaire, et le gaz dense environnant agit comme une pseudo-photosphère. ©Image: iStock; Jose-Luis Olivares, MIT
« Notre compréhension de cet objet évolue très rapidement », explique Rohan Naidu, auteur principal de l’étude, chercheur associé au télescope spatial Hubble de la NASA et à l’Institut Kavli d’astrophysique et de recherche spatiale (MKI) du MIT. « Nous pensons qu’il s’agit d’un trou noir central 100 000 fois plus massif que le Soleil. Autour de ce trou noir se trouverait une immense enveloppe de gaz, semblable à une étoile de la taille du système solaire. C’est gigantesque. »
Les mystérieux petits points rouges
Si ce point rouge brillant est effectivement une étoile à trou noir, cela permettrait d’identifier d’autres mystérieux « petits points rouges » apparus sur presque toutes les images du ciel profond prises à ce jour par le JWST. « Ces petits points rouges semblent omniprésents dans l’Univers primordial, mais disparaissent quasiment de nos jours, précise Rohan Naidu. Leur nature exacte est l’un des sujets les plus débattus de l’ère du JWST. »
Pour déterminer l’origine du point rouge, l’équipe a effectué des simulations de différents scénarios afin d’identifier la combinaison de caractéristiques astrophysiques susceptible de produire sa couleur si particulière. « On a affaire à un objet qui ressemble un peu à une étoile, mais qui est 100 milliards de fois plus brillant, explique Rohan Naidu. Cela signifie qu’il ne peut pas être alimenté par la fusion nucléaire, la source d’énergie au cœur de toutes nos étoiles. » Or, les trous noirs produisent couramment de l’énergie aux échelles observées par l’équipe.
Sur ces images du télescope spatial James Webb (JWST), l’étoile à trou noir apparaît comme un petit point rouge. Ces petits points rouges sont extrêmement fréquents sur les images du JWST. ©Image: Courtesy of the researchers
Selon le résultat des simulations, l’objet contient probablement un trou noir central environ 100 000 fois plus massif que le Soleil. Ce noyau puissant est entouré d’un cocon dense d’hydrogène, semblable à une étoile, dont la taille est comparable à celle du système solaire.
L’équipe a nommé l’objet MoM-BH*-1, d’après le relevé qui l’a détecté, et lui a également donné le surnom d' »étoile à trou noir – Un », suggérant qu’il s’agit de la première d’une série.
Les chercheurs pensent que les étoiles à trou noir pourraient expliquer la présence de nombreux autres petits points rouges sur les images du JWST. Ces objets sont moins brillants que MoM-BH*-1. « Chaque petit point rouge correspond à une étoile à trou noir, nichée au cœur d’une galaxie primitive, poursuit Rohan Naidu. Mais la particularité de MoM-BH*-1 réside dans le fait que l’étoile à trou noir surpasse largement la luminosité de sa galaxie hôte, nous permettant ainsi d’observer la lumière pure d’une étoile à trou noir. «