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Les « petits points rouges » pourraient être des étoiles monstres pulsantes à l'origine des trous noirs de l'univers primordial

par le Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian

Édité par Gaby Clark, révisé par Robert Egan

Notes de la rédaction

L'essentiel

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Cette image, créée par les chercheurs, montre des couches distinctes représentant l'« enveloppe » produite par des étoiles massives ; celles-ci pourraient être à l'origine de la lumière que nous détectons sous la forme de « petits points rouges ». Elle illustre également l'échelle d'une étoile supermassive par rapport à des étoiles massives. Crédit : Devesh Nandal

Les astronomes se sont interrogés sur la nature des mystérieux « petits points rouges » (LRD, pour *Little Red Dots*) observés sur les images de l'univers primordial prises par le télescope spatial James Webb : il pourrait s'agir de galaxies, de trous noirs, de quasi-étoiles, de régions de formation d'étoiles intense (*starbursts*)... ou de tout autre chose.

Aujourd'hui, une nouvelle étude montre qu'un type d'étoile particulier, appelé « étoile supermassive », peut expliquer les caractéristiques surprenantes de ces LRD, notamment leurs spectres inhabituels, leur apparence compacte dans le ciel et leur abondance en azote.

« À ma connaissance, c'est le premier modèle capable d'expliquer simultanément autant de propriétés observées, qu'il s'agisse des spectres, de la morphologie ou des signatures chimiques », a déclaré Devesh Nandal, du Harvard College Observatory, qui fait partie du Center for Astrophysics. « Même les scénarios concurrents invoquent désormais les étoiles supermassives comme moteur central. »

Les LRD sont des sources de lumière compactes, rouges et extrêmement brillantes ; l'objet qui émet cette lumière existait alors que l'univers avait moins d'un milliard d'années. Leur spectre lumineux révèle des caractéristiques de l'hydrogène que les modèles astronomiques actuels — qu'il s'agisse de jeunes galaxies ou de noyaux actifs de galaxies ordinaires — ne parviennent pas à expliquer.

Cependant, bon nombre des LRD observés ne présentent pas les fortes émissions de rayons X ou d'ondes radio auxquelles les astronomes s'attendraient de la part d'un trou noir supermassif en pleine croissance.

« Les petits points rouges sont mystérieux car ils associent des indices qui, d'ordinaire, ne vont pas de pair », a expliqué Nandal. « Ils semblent nous indiquer qu'un objet très lumineux est dissimulé au sein d'un gaz dense. »

Un modèle stellaire cohérent avec les indices observés

Dans des travaux antérieurs publiés dans *The Astrophysical Journal*, Nandal et ses collaborateurs ont démontré que des étoiles monstres, dont la masse atteint environ 100 000 fois celle du Soleil, peuvent reproduire des spectres clés très similaires à ceux des LRD, y compris les configurations inhabituelles de l'hydrogène. Leur nouvelle étude, publiée dans *The Astrophysical Journal Letters*, examine si ces étoiles peuvent également engendrer les « cocons » de gaz denses qui confèrent aux LRD (objets dits « Little Red Dots ») leur apparence si compacte sur les images du télescope James Webb.

Les chercheurs ont suivi la durée de vie et l'évolution de certaines étoiles géantes connues, analysant leur apparence au travers de nos télescopes, leurs variations de luminosité et leurs mécanismes de perte de masse. Ils ont découvert que ces étoiles ne perdent pas leur masse en fin de vie, comme c'est le cas pour de nombreuses autres étoiles. Elles traversent plutôt des épisodes de pulsations puissantes et distinctes, qualifiés par les chercheurs de « mode étrange » (*strange-mode*). Ce comportement inhabituel entraîne l'éjection de gaz sous forme d'enveloppes.

« Le spectre et la morphologie sont deux facettes d'un même problème physique », explique Nandal. « Le spectre nous renseigne sur la nature de la source lumineuse et sur la manière dont la lumière est traitée, tandis que la forme nous indique où se trouve la matière environnante et quel doit être son degré de compacité. »

Enveloppes de gaz et germe de trou noir

En s'appuyant sur leurs modèles, les chercheurs démontrent qu'une seule étoile supermassive peut produire à la fois les signatures spectrales et l'enveloppe de gaz compacte observées chez les LRD.

Ils notent que la matière éjectée est principalement composée d'hydrogène et d'hélium, mais qu'elle contient également de l'azote. Les observations des LRD commencent à révéler des spectres similaires riches en azote, ce qui constitue un nouvel élément en faveur de leur théorie impliquant des étoiles géantes.

Après leur dernière éjection, ces étoiles poursuivent leur évolution jusqu'à subir un effondrement direct, formant ainsi le germe d'un trou noir supermassif.

« Ce que je trouve le plus fascinant, c'est que ce résultat permet de réunir de nombreux indices indépendants au sein d'un même modèle physique », déclare Nandal.

L'objectif suivant de l'équipe est de traduire ces propriétés en prédictions précises concernant les spectres détaillés des LRD, afin que les observations du télescope James Webb puissent directement mettre leur théorie à l'épreuve.

Détails de la publication

Devesh Nandal et al., *Supermassive Stars Match the Spectral Signatures of JWST's Little Red Dots*, The Astrophysical Journal (2026). DOI : 10.3847/1538-4357/ae32f3

Devesh Nandal et al., *Pulsational Mass Loss from Supermassive Stars Creates the Compact Shells of Little Red Dots*, The Astrophysical Journal Letters (2026). DOI : 10.3847/2041-8213/ae82f3

Informations sur la revue : Astrophysical Journal Letters, Astrophysical Journal

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RESUME

es « petits points rouges » pourraient être des étoiles monstrueuses pulsantes ayant créé des trous noirs dans l'Univers primordial.

Les étoiles supermassives (~10⁵ masses solaires) pourraient expliquer ces « petits points rouges » par des éjections de masse pulsatoires formant des coquilles de gaz compactes et riches en azote. Le modèle reproduit des spectres d'hydrogène et une morphologie inhabituels sans forte émission de rayons X ou radio, et prédit un effondrement direct final.

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COMMENTAIRES

Je reste trés interessé   par les données astronomiques   qui n ont pas reçu d explication scientifique   jusqu'a aujourd  hui  et c est le cas de ces ''peits points rouges''  ....C  'est bien entendu  l'analyse  des types  de rayonnements électromagnétiques  qui doit permettre deposer des hypotheses  .....

 Je signale a ce sujet  que si  la mission  Jmes  Webb  nous a apporté plein de choses nouvelles  c est grace a ses spectri infra rouges ,malhheureusement  l humanite  ne dispose  d un stellite  analysant  des ondes encore plus longues  de type radio  voire  hertien de tres basse frequence    ...Il y a des choses a decouvrir  en tres basse énergie cosmologique  ....Mais le pourra  t  on un jour  ????

L'atmophere terrestre  reflechit les ondes courtes   mais pour detecter la provence    d ondes electromagnetiques  venus du cosmos  il faut   un te lecope d une taille et d une geometrie adaptée:par exemple ble radiotelescope  chinois de 50 metres d ouverture