Un seul point lumineux, parmi 4 500 galaxies scrutées. Et ce point-là a forcé les astronomes à tout recommencer de zéro. L’objet baptisé « The Cliff », la Falaise — détecté en juillet 2024 dans le cadre du programme RUBIES du télescope James Webb, présente un spectre si singulier qu’aucun modèle existant ne parvient à l’expliquer. La conclusion provisoire des chercheurs, publiée dans Astronomy & Astrophysics en septembre 2025 : il pourrait s’agir d’une « étoile trou noir », une catégorie d’objet cosmique qui n’a jamais été décrite auparavant.
À retenir
- Un objet cosmique détecté par James Webb défie tous les modèles scientifiques existants
- Son spectre infrarouge unique suggère un phénomène physique jamais observé jusqu’à présent
- Les chercheurs proposent une théorie révolutionnaire : l’hybride entre trou noir et étoile
Sommaire
- Des « points rouges » qui brisent l’univers
- The Cliff : l’anomalie qui force à tout repenser
- L’étoile trou noir : un objet entièrement nouveau
- Un chaînon manquant dans l’histoire cosmique
Des « points rouges » qui brisent l’univers
Les petits points rouges (LRD, pour little red dots), ainsi nommés en raison de leur compacité et de leur émission dans les grandes longueurs d’onde, sont des objets célestes découverts par le télescope James Webb. Dans l’été 2022, quelques semaines à peine après que le JWST a livré ses premières images scientifiques, les astronomes ont remarqué un motif inattendu : de minuscules points rouges disséminés dans les nouvelles observations, bien plus nombreux que prévu.
Les chercheurs ont d’abord suggéré que ces objets pouvaient être des galaxies aussi matures que notre Voie lactée actuelle, âgée d’environ 13,6 milliards d’années, seulement 500 à 700 millions d’années après le Big Bang. Surnommés officieusement « briseurs d’univers », ils remettaient en cause ce que les scientifiques pensaient comprendre de la formation des galaxies. Un problème de taille : des galaxies aussi développées n’auraient tout simplement pas eu le temps d’exister.
La communauté s’est alors divisée. Un groupe favorisait une interprétation en termes d’amas d’étoiles massifs, l’autre interprétait les petits points rouges comme des noyaux galactiques actifs, mais également obscurcis par une abondante poussière. Ces objets n’émettent pourtant pas de rayons X, présentent un spectre infrarouge aplati, et montrent très peu de variabilité, autant de caractéristiques incompatibles avec les noyaux actifs connus. Impasse totale.
The Cliff : l’anomalie qui force à tout repenser
Entre janvier et décembre 2024, le programme RUBIES a mobilisé près de 60 heures de temps d’observation du JWST pour obtenir des spectres de 4 500 galaxies lointaines, l’un des plus grands ensembles de données spectroscopiques jamais constitués avec ce télescope. Dans cet ensemble, les astronomes ont identifié 35 petits points rouges. La plupart avaient déjà été repérés sur des images publiques du JWST. Mais les nouveaux candidats se sont révélés être les objets les plus extrêmes et fascinants du lot.
The Cliff est si lointain que sa lumière a mis 11,9 milliards d’années pour nous parvenir, correspondant à un décalage spectral z = 3,55. Ce qui le distingue des autres LRD, c’est son « saut de Balmer », une chute brutale de luminosité à certaines longueurs d’onde. Ce changement drastique de luminosité correspond à un procédé appelé « saut de Balmer », lié à des variations de longueur d’onde lorsqu’un objet est entouré d’hydrogène dense à une température très élevée, supérieure à 8 000 Kelvin. Mais ici, la pente est tellement abrupte qu’aucun objet connu ne peut la reproduire.
Les chercheurs ont construit toutes les variations possibles des modèles existants, galaxies massives en formation d’étoiles, noyaux galactiques actifs enveloppés de poussière — et ont tenté de reproduire le spectre de The Cliff avec chacun d’eux. Ils ont échoué à chaque fois. Anna de Graaff, astrophysicienne à l’Institut Max Planck pour l’astronomie et autrice principale de l’étude, l’a formulé sans détour : « Les propriétés extrêmes du Cliff nous ont forcé à tout réexaminer et à inventer de nouveaux modèles. »
L’étoile trou noir : un objet entièrement nouveau
Ces minuscules points de lumière mystérieux aux origines de l’univers pourraient être d’immenses sphères de gaz chaud si denses qu’elles ressemblent à l’atmosphère d’étoiles classiques alimentées par fusion nucléaire, mais à la différence que leur moteur serait un trou noir supermassif en leur centre, dévorant rapidement la matière environnante, la convertissant en énergie et émettant de la lumière.
Le chercheur de Penn State Joel Leja résume l’idée avec une clarté redoutable : « On a regardé suffisamment de points rouges jusqu’à en voir un dont l’atmosphère était tellement épaisse qu’on ne pouvait pas l’expliquer par les étoiles typiques d’une galaxie. C’est une réponse élégante : on pensait voir une petite galaxie remplie de nombreuses étoiles froides séparées, mais c’est en réalité, en substance, une seule étoile gigantesque et très froide. »
L’interprétation désormais dominante est celle d’un hybride entre un trou noir et une étoile : un trou noir actif enveloppé dans un cocon de gaz chaud et dense, semblable à l’atmosphère d’une étoile, qui émet de la lumière au fur et à mesure que le trou noir le réchauffe. L’absence de rayons X, énigme persistante depuis la découverte, pourrait s’expliquer par la densité exceptionnelle de ce cocon gazeux.
En janvier 2026, une étude publiée dans Nature par des chercheurs du Niels Bohr Institute de Copenhague est venue renforcer cette piste. Selon leurs conclusions, « les petits points rouges sont de jeunes trous noirs, cent fois moins massifs que ce que l’on croyait, enveloppés dans un cocon de gaz qu’ils consomment pour croître. Ce processus génère une chaleur énorme, qui rayonne à travers le cocon. C’est ce rayonnement qui leur donne leur couleur rouge caractéristique. »
Un chaînon manquant dans l’histoire cosmique
L’astrophysicien du MIT Rohan Naidu est aujourd’hui si convaincu de cette interprétation qu’il préfère appeler ces objets « étoiles trou noir », en raison de la physique associée. « Ils rayonnent de façon effective comme d’énormes étoiles », explique-t-il, bien que les LRD puissent être un billion de fois plus lumineux.
Partout où le JWST a sondé les profondeurs du ciel, scrutant une époque où l’univers n’avait que quelques centaines de millions d’années, il a vu ces taches brillantes et curieusement compactes d’un rouge rubis. Omniprésents à cette période, ces objets ont ensuite disparu du champ du JWST vers deux milliards d’années après le Big Bang, aussi inexplicablement qu’ils étaient apparus. Cette brièveté cosmique est peut-être leur clé : ils pourraient représenter un « chaînon manquant » dans notre compréhension des trous noirs. « Nous savons que les galaxies, comme la nôtre, ont des trous noirs supermassifs en leur centre, et si cela est très courant, c’est un mystère de comprendre comment ces trous noirs se sont formés. Les LRD pourraient être la phase de naissance de cette formation, et nous l’observerions pour la première fois. »
La prudence reste de mise. Les observations futures diront si les étoiles trou noir sont la clé expliquant comment les galaxies d’aujourd’hui sont devenues ce qu’elles sont. Pour l’instant, cette issue reste une possibilité intrigante, loin d’être certaine. Ce qui est sûr, c’est que The Cliff a déjà produit son effet : 341 petits points rouges ont été identifiés avec le JWST à ce jour, et chacun d’eux est désormais regardé différemment. Pas comme une galaxie trop vieille. Mais peut-être comme la naissance d’un monstre.
Sources : generation-nt.com | issues.fr