le mystère des petits points rouges qui intriguent les astronomes

La puissance du télescope spatial James Webb a été mise à l’épreuve récemment, avec des résultats qui ont intrigué même les scientifiques.

Le télescope a détecté des objets dans l’espace qui se sont formés il y a 12 milliards d’années, relativement peu de temps après le Big Bang, qui aurait eu lieu il y a 13,8 milliards d’années.

Ces objets n’ont jamais été détectés auparavant et remettent en question la compréhension scientifique de la formation des galaxies.

En raison de leur luminosité dans le spectre rouge des instruments utilisés pour les observer, les astronomes ont baptisé ces objets « petits points rouges ». Mais la définition de ces objets fait l’objet de débats parmi les scientifiques.

Elles ressemblent à de petites galaxies, d’environ 3 % de la taille de la Voie lactée, mais contenant des milliards d’étoiles.

Il pourrait également s’agir de galaxies contenant un grand nombre de trous noirs, une formation qui n’a encore jamais été observée dans les galaxies les plus proches connues.

Tout dépend de la manière dont ces objets astrophysiques sont observés.

Certains experts comparent même leur apparence changeante à une sorte de poulpe qui peut changer de couleur et de forme pour se camoufler.

Ce sont des « maîtres du déguisement », explique l’astrophysicien Fabio Pacucci du Smithsonian Institute aux États-Unis.

Les petits points rouges « viennent de si loin qu’ils arrivent ici très faiblement », a déclaré l’astronome Mario Hamuy, professeur à l’Université du Chili, à BBC News Mundo.

« Ils ont des tailles typiques de 3 000 années-lumière de diamètre, soit environ 3 % du diamètre de la Voie lactée par exemple, et ont une couleur très rougeâtre, qui s’explique par le fait que la lumière qu’ils émettent a été fortement modifiée par la présence de grains de poussière autour d’eux.

Contrairement aux télescopes domestiques, les grands télescopes comme le James Webb peuvent capter la lumière d’objets très éloignés de l’univers. Les signaux énergétiques qu’il reçoit peuvent être captés à différentes fréquences, qui sont analysées sous forme de spectres.

Lorsque James Webb s’est concentré sur les points les plus éloignés de l’univers, il est tombé sur des signaux provenant de « petits points rouges », qui présentaient des caractéristiques différentes de celles des objets astrophysiques connus jusqu’à présent.

Selon la façon dont ils sont perçus sur le spectre, ils présentent des caractéristiques qui divisent l’opinion scientifique.

« Toutes les sources lumineuses de l’univers changent d’apparence lorsque vous les observez dans différentes fenêtres du spectre électromagnétique. C’est comme prendre une radiographie de votre main. Dans le premier cas, vous verrez une photo de votre main. Dans le premier cas, vous verrez les os de la main, et dans le second, vous verrez la peau », explique M. Hamuy.

« Les petits points rouges ne font pas exception. Selon la fenêtre spectrale que vous utilisez, vous verrez différentes régions internes de l’objet », ajoute-t-il.

Comme d’autres objets du premier univers, ces points existaient il y a des milliards d’années. Depuis lors, des télescopes tels que le James Webb détectent la lumière qui traverse l’espace.

C’est à cause de ces différences dans l’analyse des spectres que les scientifiques ont observé des caractéristiques différentes dans ces petits points rouges : tantôt une galaxie abritant des millions d’étoiles, tantôt une galaxie avec un trou noir supermassif.

« Nous ne voyons pas ce type de galaxie dans notre univers proche. “C’est quelque chose qui est apparu au début de l’univers, qui a duré un certain temps et que nous ne voyons plus aujourd’hui”, a déclaré l’astrophysicienne Begoña Vila, ingénieure en instrumentation à la NASA, à BBC News World.

« Quand nous avons commencé à les regarder, nous avons d’abord pensé qu’il s’agissait d’un autre objet. Aujourd’hui, nous savons que ce sont des galaxies et c’est très excitant pour tout le monde.

Parce qu’ils sont différents et qu’ils sont « maîtres du déguisement », ces objets remettent en question les modèles que les scientifiques ont développés pour expliquer l’origine des galaxies.

Ce qui est surprenant à propos de ces objets, explique Vila, c’est qu’il n’est pas clair comment ils peuvent contenir autant d’étoiles – un nombre peut-être similaire à celui de la Voie lactée – dans un si petit espace. , astronomiquement parlant.

“Comment tant d’étoiles se sont-elles formées si rapidement reste un point d’interrogation”, ajoute-t-il.

M. Pacucci explique que dans ces galaxies, il y a tellement d’étoiles dans un espace si petit que c’est comme si toute la population chinoise était placée dans une seule pièce.

On peut donc se demander si les modèles dont disposent les scientifiques pour expliquer la formation et la composition des galaxies aux premiers stades de la formation de l’univers sont corrects.

“Les modèles existants de formation des galaxies expliquent très bien ce qui nous entoure, les galaxies proches, mais il y a déjà des indications selon lesquelles ils doivent être modifiés pour expliquer cet univers primordial, ces galaxies”, explique Vela.

De même, si les petits points rouges sont en réalité des galaxies dotées d’un trou noir supermassif, la compréhension que les scientifiques ont de leur formation devra être repensée. Mais pas au point de modifier les principales théories, explique M. Vila.

«(Au début), nous avions l’impression que la cosmologie était brisée et nous pensions que nous devions la changer. Mais ce n’était pas le cas. Le Big Bang est toujours parfait, il n’y a pas de problème », explique l’expert de la NASA.

« Ce qui s’est passé, c’est que les modèles dont nous disposions jusqu’à présent étaient basés sur les données que nous connaissions et reflétaient ce que nous connaissions jusqu’à présent. Mais force est de constater que cet univers primitif réserve des surprises et c’est pour cela que James Webb a été conçu. »

Depuis l’identification des petits points rouges et la découverte de leur changement d’apparence, les scientifiques poursuivent leurs études avec de nouveaux modèles et instruments pour les observer.

On espère que dans les années à venir, les chercheurs disposeront d’une théorie capable d’expliquer ce qu’ils sont et comment ils se sont formés.

Pour Vila, la réponse la plus appropriée n’est peut-être pas de définir s’il s’agit de galaxies avec des millions d’étoiles ou de trous noirs supermassifs : « Cela pourrait être un peu des deux théories ».

Mais cela permettra également aux scientifiques d’en apprendre davantage sur la formation de l’univers à partir de phases qui, jusqu’au lancement du télescope spatial James Webb, étaient peu connues.

« Le plus surprenant, c’est que les petits points rouges sont très abondants. S’il s’agissait de galaxies actives, elles seraient dix fois plus nombreuses que les quasars. [galaxies très lourdes] détectés par les méthodes traditionnelles », explique M. Hamuy.

Il ajoute : « Dans tous les cas, les petits points rouges sont cruciaux pour comprendre la formation initiale des galaxies. »