L'Univers a moins d'un milliard d'années, et pourtant, en son centre, trônent déjà des trous noirs d'une masse d'un milliard de soleils. Selon le scénario standard, ils ont grandi en avalant goulûment de la matière, mais les calculs montrent que ce « repas » aurait dû être presque continu, alors que les éruptions des quasars visibles ne durent que quelques millions d'années. Où passe donc tout ce carburant d'accrétion ? La réponse est simple : une grande partie de la croissance est cachée derrière d'épais rideaux de poussière. Ce sont précisément ces « cocons cosmiques » que le relevé MEOW a entrepris de chercher avec la caméra infrarouge MIRI du télescope James Webb.

Imaginez une chenille qui se transforme en papillon à l'intérieur d'un cocon opaque. De l'extérieur, on ne voit pas ce qui se passe à l'intérieur, mais le cocon chauffe, trahissant une métamorphose bouillonnante. De la même manière, les trous noirs supermassifs de l'Univers jeune s'enveloppaient de poussière de carbone chauffée à 1200 K, devenant invisibles pour les télescopes optiques comme Hubble. Cependant, le rayonnement infrarouge filtre à travers le voile de poussière, comme la chaleur d'un cocon. MIRI sur JWST le capture dans les bandes de 10 et 21 μm — et c'est là qu'intervient le décalage vers le rouge cosmologique, découvert par Edwin Hubble : les galaxies lointaines s'éloignent, et leurs photons ultraviolets et visibles, après avoir parcouru des milliards d'années, deviennent infrarouges. C'est comme écouter de la musique sans voir l'orchestre, mais en devinant sa présence par les vibrations.

L'analyse de 43 pointés de MIRI dans les champs GOODS-N et GOODS-S a permis d'identifier 16 noyaux actifs, dont 12 se sont révélés nouveaux — ils n'apparaissent dans aucun relevé optique. Pour sept objets, une spectroscopie a été obtenue avec NIRSpec, et pour cinq d'entre eux, la raie Hα (cataloguée pour la première fois par Johann Jakob Balmer) s'est avérée étroite — un signe certain des AGN de type II, où le disque d'accrétion est caché à la vue directe par un tore de poussière. Les deux autres ont montré des raies larges, mais avec une signature infrarouge différente : l'un ressemble à de compacts « petits points rouges », l'autre à un quasar classique avec une composante de poussière chaude et puissante. Les luminosités bolométriques — de $10^{44}$.6 à $10^{46}$.4 erg/s — indiquent qu'il ne s'agit pas de rebuts pitoyables, mais de véritables monstres, comparables en puissance aux quasars les plus brillants.

Le plus frappant est que la fonction de luminosité, construite pour des décalages vers le rouge de 4.5 à 6, a montré que la densité spatiale de ces trous noirs cachés est au moins égale à celle des quasars visibles à raies larges, et même supérieure aux luminosités élevées. En d'autres termes, pour chaque quasar brillant, il existe au moins un jumeau caché par la poussière. Cela bouleverse nos idées sur la façon dont les premières galaxies et leurs moteurs centraux ont grandi. Une part importante de l'accrétion s'est produite en mode de « croissance sombre », et un recensement complet de l'Univers primordial est impossible sans des oreilles infrarouges.

À l'avenir, l'accumulation de données MIRI sur de grandes surfaces et leur combinaison avec des relevés en rayons X (par exemple, le futur observatoire Athena) permettra de comprendre quels mécanismes d'obscuration dominent — tore compact ou poussière galactique — et comment cette phase cachée est liée à l'enrichissement chimique et à la formation d'étoiles dans les galaxies hôtes. Il ne s'agit pas simplement de combler une lacune statistique ; c'est la clé pour comprendre comment les trous noirs ont réussi à accumuler des milliards de masses solaires en si peu de temps après le Big Bang. Peut-être, dans les prochaines années, verrons-nous éclore de ces cocons cosmiques les premiers géants supermassifs.