Lorsque le télescope spatial James Webb a ouvert les yeux sur l’univers primitif, il a révélé une population d’objets sans précédent : de petites galaxies intensément rouges, apparues en abondance environ 600 millions d’années après le Big Bang, qui semblaient ensuite disparaître au moment où l’univers atteignait deux milliards d’années.
Les astronomes les ont appelées Petits Points Rouges, et leur disparition soudaine constitue l’une des énigmes les plus persistantes du JWST. Une nouvelle étude de l’Université du Texas à Austin propose une explication : ils n’ont pas disparu du tout. Ils ont évolué pour devenir quelque chose de familier.
La connexion avec les amas globulaires
Les amas globulaires sont des ensembles denses et sphériques de centaines de milliers d’étoiles anciennes qui orbitent à la périphérie de galaxies comme la Voie lactée. L’hypothèse dominante pour leur formation soutient qu’ils ont émergé dans l’univers primitif, mais les preuves directes restent insaisissables car les amas que les astronomes observent aujourd’hui ont subi des milliards d’années d’évolution.
John Chisholm et ses collègues de l’UT Austin proposent que les Petits Points Rouges observés par JWST sont précisément ces proto-amas globulaires, saisis en pleine formation. Chaque amas, selon eux, pourrait avoir contenu une étoile supermassive extrêmement rare, un objet théorique de 1 000 à 10 000 fois la masse du Soleil.
« Les Petits Points Rouges pourraient être des galaxies, ils pourraient impliquer des trous noirs, ou ils pourraient être quelque chose d’encore plus inattendu », explique Chisholm. « Notre travail montre que la formation d’amas globulaires avec des étoiles supermassives devrait faire partie de cette conversation. »
Résoudre deux mystères à la fois
Les étoiles supermassives brûlent intensément mais vivent rapidement, ne durant qu’environ un million d’années avant d’exploser en supernovae. Ces brèves durées de vie coïncident avec la fenêtre durant laquelle JWST observe les Petits Points Rouges. Lorsque les étoiles supermassives meurent, elles ensemencent leur environnement d’une signature chimique distinctive : enrichie en hélium, azote, sodium et aluminium, mais appauvrie en carbone, oxygène et magnésium.
Cette composition chimique correspond exactement à ce que les astronomes observent depuis longtemps dans les amas globulaires, une composition particulière qui a défié toute explication simple.
« Une étoile supermassive est précisément le type d’environnement qui pourrait produire cette combinaison », indique Mike Boylan-Kolchin, co-auteur de l’étude.
Si l’hypothèse se vérifie, elle relierait deux mystères cosmiques : l’origine des Petits Points Rouges et la formation des amas globulaires. La seule Voie lactée abrite au moins 150 amas globulaires connus.
« Ce ne sont peut-être pas simplement une nouvelle étrange population du JWST sans lien avec l’univers qui nous entoure aujourd’hui », déclare Chisholm. « Les Petits Points Rouges pourraient persister au-delà de l’univers primitif, évoluant vers quelque chose de relativement familier. »
Les résultats de l’équipe sont disponibles en prépublication sur arXiv.
Traduit par Lydie