Vous vous souvenez de ces mystérieux petits points rouges (PPR) que le télescope spatial James Webb de la NASA a commencé à repérer en 2022 ? Il s'avère qu'ils ne sont peut-être pas aussi mystérieux qu'on le pensait - ni aussi solitaires. Une nouvelle étude suggère que ces sources rouges compactes et extrêmement lointaines pourraient cacher des galaxies entières derrière leurs apparences flamboyantes.

Depuis leur découverte, les astronomes débattent de ce que sont réellement les PPR. Une théorie dominante est qu'il s'agit de trous noirs supermassifs, plus précisément de noyaux actifs de galaxies (NAG). Mais ces points ne se comportent pas comme les NAG que nous voyons près de chez nous. Ils sont courants à haut décalage vers le rouge, mais leur nombre chute fortement à plus faible décalage, ce qui soulève la question : que leur arrive-t-il à mesure que l'univers vieillit ?

Une équipe dirigée par Pierluigi Rinaldi de l'observatoire Steward de l'université de l'Arizona (désormais à l'Institut des sciences du télescope spatial à Baltimore) a peut-être trouvé un indice. Leur étude, publiée le 29 juillet dans The Astrophysical Journal, suggère que les PPR ne constituent peut-être pas une population distincte de galaxies. Au lieu de cela, leur apparence étrange pourrait être en partie due à un biais d'observation - à des distances extrêmes, les structures environnantes plus faibles deviennent tout simplement invisibles pour nos télescopes, ne laissant que la source centrale brillante.

L'équipe est arrivée à cette conclusion en étudiant une galaxie spirale à plus faible décalage vers le rouge appelée WISEA J123635.56+621424.2, surnommée le « Saguaro » parce que ses bras spiraux ressemblent au cactus du désert de Sonora. Cette galaxie, à un décalage vers le rouge de 2 (vue telle qu'elle était environ 3,3 milliards d'années après le Big Bang), possède une source rouge compacte en son centre qui ressemble exactement à un petit point rouge - évoquant à juste titre le fruit rouge rubis du cactus.

« Tout ce qui a été créé dans l'univers primitif doit évoluer en quelque chose autour de nous », a déclaré le co-auteur George Rieke de l'université de l'Arizona. « Nous avions peu d'idée de ce que deviennent les PPR, mais ces résultats nous montrent enfin comment trouver leur progéniture. »

Le Saguaro a été une trouvaille chanceuse. Rinaldi a examiné des milliers de sources, mais celle-ci se démarquait parce que l'un des réseaux de micro-obturateurs de Webb se trouvait juste au-dessus de son noyau, permettant la collecte de données spectroscopiques. De plus, son plus faible décalage vers le rouge offrait une vue plus claire de sa structure plus grande. L'équipe a combiné des observations d'archives de Hubble (ultraviolet) et de Webb (imagerie infrarouge et spectroscopie) pour l'étudier sur l'ensemble du spectre électromagnétique.

« Parce que le Saguaro est à plus faible décalage vers le rouge, nous pouvons voir la très belle et brillante galaxie hôte en haute résolution et en détail avec Webb et Hubble », a déclaré Zihao Wu du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. « Les observations de Webb peuvent nous aider à comprendre comment la galaxie et son noyau de type petit point rouge sont connectés. »

L'équipe a testé si le centre rouge compact du Saguaro correspondait aux caractéristiques des PPR. Hubble et Webb ont montré que le noyau brille plus fort en UV et en infrarouge qu'en lumière visible, comme les PPR lointains. Ils ont également séparé la lumière de la galaxie de celle du noyau et vérifié la présence de rayons X. La plupart des PPR à haut décalage vers le rouge sont invisibles en rayons X, mais le Saguaro émettait de faibles rayons X, détectés par l'observatoire de rayons X Chandra de la NASA.

« Ce que montrent les observations en rayons X, c'est que cette galaxie a un noyau actif de galaxie, et très obscurci qui plus est », a déclaré Carys Gilbert, étudiante en master à l'université du Cap. « Il n'est pas seulement obscurci, mais aussi faible en rayons X. Ce genre de combinaison pourrait expliquer le manque d'émission de rayons X que nous voyons de tous les autres petits points rouges. Cela s'intègre bien dans le puzzle des petits points rouges. »

Puis vint le test révélateur : ils ont décalé numériquement le Saguaro vers des décalages vers le rouge plus élevés pour simuler son apparence dans l'univers primitif. À mesure qu'ils l'éloignaient, la galaxie environnante s'estompait, ne laissant que le centre brillant de type PPR. Cela soutient l'idée que de nombreux PPR lointains semblent isolés simplement parce que leurs galaxies hôtes sont trop faibles pour être détectées.

« Notre théorie est que la plupart de ces sources lointaines sont affectées par cet effet cosmologique, créant un biais d'observation », a déclaré Rinaldi. « Nous