Selon Futura Sciences, une équipe internationale d’astrophysiciens dirigée par Takumi Tanaka, doctorant au Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe de l’Université de Tokyo (Kavli IPMU, WPI), a identifié quatre paires de mystérieux « petits points rouges » (Little Red Dots, LRD) dans les données du télescope spatial James-Webb (JWST). Ces objets, découverts il y a quelques années, pourraient être les témoins d’une phase critique de l’évolution de l’Univers : la fusion de trous noirs supermassifs au cœur de jeunes galaxies, survenue il y a environ 12,5 à 12,8 milliards d’années.

Ce qu'il faut retenir

  • Les Little Red Dots (LRD) sont des objets compacts, lumineux et émettant une combinaison inédite de lumière rouge et ultraviolette, observés pour la première fois il y a quelques années dans les données du JWST.
  • L’équipe de Takumi Tanaka a identifié quatre paires de LRD, séparées par des distances de quelques milliers à quelques dizaines de milliers d’années-lumière, dans l’Univers jeune, âgé de 0,9 à 1,3 milliard d’années.
  • Ces paires pourraient être associées à des trous noirs supermassifs en phase d’accrétion rapide, un mécanisme expliquant leur croissance fulgurante dans l’Univers primordial.
  • La probabilité que ces paires soient le fruit d’alignements fortuits est jugée faible, renforçant l’hypothèse d’une origine liée à des fusions de galaxies et de trous noirs.
  • Ces découvertes, publiées le 31 août 2026 dans les Publications of the Astronomical Society of Japan, pourraient ouvrir de nouvelles pistes pour observer les ondes gravitationnelles via des futurs observatoires comme eLisa.

Des « petits points rouges » aux confins de l’Univers

Les trous noirs supermassifs, dont la masse varie entre un million et plusieurs milliards de masses solaires, restent encore partiellement mystérieux. Leur formation et leur croissance rapide dans l’Univers jeune sont au cœur des débats scientifiques. Selon les théories actuelles, ces monstres cosmiques gagneraient en masse lors de fusions de galaxies, un processus qui propulserait d’énormes quantités de gaz et de poussière vers leurs centres, alimentant ainsi leur appétit vorace.

C’est dans ce contexte que les Little Red Dots, ces objets énigmatiques détectés par le JWST, pourraient jouer un rôle clé. Découverts il y a quelques années dans l’infrarouge, ces LRD apparaissent dans les données environ 600 millions d’années après le Big Bang, avant de disparaître 1,5 milliard d’années plus tard. Leur nature exacte fait encore débat, mais plusieurs scénarios les associent à des trous noirs supermassifs en pleine activité, voire à des étoiles à trous noirs.

Une méthode innovante pour distinguer des paires invisibles

L’identification de ces quatre paires de LRD n’a pas été une mince affaire. Les techniques classiques de traitement d’images n’auraient probablement pas permis de les distinguer, car leur séparation angulaire est inférieure au pouvoir de résolution du JWST. Les chercheurs ont donc développé une méthode inédite, analysant la couleur de chaque pixel des images infrarouges contenant un LRD. Cette approche a permis de révéler deux objets distincts là où un seul était initialement détecté.

Les quatre paires identifiées sont séparées par des distances allant de quelques milliers à quelques dizaines de milliers d’années-lumière. « La probabilité que ces paires soient simplement le résultat d’alignements fortuits est très faible », explique Takumi Tanaka dans la publication. « Cela suggère fortement que ces objets sont associés à des processus de fusion de galaxies et de trous noirs géants. »

Un pas de plus vers la compréhension des trous noirs supermassifs

Ces découvertes apportent un éclairage nouveau sur la croissance des trous noirs supermassifs dans l’Univers jeune. Selon les modèles théoriques, les fusions de galaxies et les collisions de trous noirs auraient été bien plus fréquentes il y a plus de 10 milliards d’années qu’aujourd’hui. Les LRD pourraient donc représenter une étape clé de ce processus, où deux trous noirs supermassifs, chacun entouré de son disque d’accrétion, commencent à interagir avant de fusionner.

« Lorsque deux trous noirs supermassifs se rapprochent, les forces magnétiques et gravitationnelles chauffent le gaz résiduel, produisant une lumière observable », précise l’étude. Cette lumière, dominée par des rayonnements ultraviolets et X, correspond à celle détectée dans les galaxies abritant des trous noirs supermassifs bien alimentés. Les simulations montrent que, à ce stade, l’émission de lumière est particulièrement intense, ce qui pourrait expliquer la luminosité exceptionnelle des LRD.

Vers de nouvelles détections d’ondes gravitationnelles

Si ces résultats confirment l’hypothèse d’une origine liée aux fusions de trous noirs, ils pourraient aussi avoir des implications majeures pour l’astronomie des ondes gravitationnelles. Les futurs observatoires comme eLisa, dont le lancement est prévu dans les années 2030, devraient être capables de détecter les ondes gravitationnelles émises par ces événements cosmiques. « Ces fusions pourraient constituer des sources potentielles pour eLisa », souligne l’équipe de recherche.

Par ailleurs, ces découvertes s’inscrivent dans une série de résultats récents obtenus grâce au JWST. Le télescope spatial a déjà révélé l’existence d’étoiles ultramassives, bien plus grandes que les étoiles connues aujourd’hui, ou encore des galaxies primitives dont la lumière a voyagé pendant plus de 13 milliards d’années avant d’atteindre nos détecteurs.

Et maintenant ?

Ces observations devraient être affinées dans les prochaines années, à mesure que le JWST continue d’explorer les confins de l’Univers. D’autres paires de LRD pourraient être découvertes, permettant de mieux comprendre le rôle des fusions de trous noirs dans la croissance des galaxies. Parallèlement, les astronomes attendent avec impatience les premières données d’eLisa, qui pourraient confirmer ou infirmer les hypothèses actuelles. Enfin, ces travaux pourraient aussi éclairer d’autres énigmes, comme la nature exacte des LRD ou les mécanismes de formation des trous noirs supermassifs dans l’Univers primordial.

Reste à voir si ces paires de « petits points rouges » marquent bien le début d’une ère de fusions de trous noirs géants. Une chose est sûre : l’Univers jeune recèle encore bien des secrets, et chaque nouvelle observation du JWST nous en rapproche un peu plus.

Un Little Red Dot est un objet compact, lumineux et émettant une combinaison caractéristique de lumière rouge et ultraviolette, détecté par le télescope spatial James-Webb. Selon les théories actuelles, il pourrait s’agir de trous noirs supermassifs en phase d’accrétion rapide, situés au cœur de jeunes galaxies, il y a plus de 12 milliards d’années.

La détection de paires de LRD renforce l’hypothèse selon laquelle les fusions de galaxies et de trous noirs supermassifs ont joué un rôle clé dans la croissance rapide de ces objets dans l’Univers jeune. Ces paires pourraient ainsi représenter une étape critique avant la fusion finale des trous noirs, un processus qui émet des ondes gravitationnelles détectables par des observatoires comme eLisa.