Actualité : Une étoile grande comme le Système solaire avec un trou noir en son cœur, cette découverte du James-Webb change tout

Ce n'est pas tous les jours que le bestiaire du cosmos se dote d'une nouvelle page. Nous devons celle-ci à l'incroyable télescope James-Webb de la Nasa, inégalé quand il s'agit de percer les mystères des premiers âges de l'Univers.

Ce qu'ont annoncé les astronomes dans une publication sur la revue Nature est une véritable révolution : des “étoiles à trou noir” qui brillent comme 100 milliards de soleils et qui résolvent au moins deux des plus grandes énigmes de l'astrophysique.

Quelque chose de spectaculaire a dû se produire au début de l’Univers.

La clef de voûte de cette étude repose sur le programme nommé “Mirage or Miracle” qui s'est penchée sur un cas dans l'Univers âgé de seulement 660 millions d'années. Il s'agit d'une tache rouge extrêmement brillante, émettant 100 milliards de fois plus d'énergie qu'une étoile.

“ L'image de cet objet évolue très rapidement ”, explique l'auteur principal Rohan Naidu, assistant professeur à l'université d'Hawaï. “ Nous pensons qu'il y a un trou noir central qui est 100 000 fois plus massif que le soleil. Et autour de ce trou noir, il y aurait cette enveloppe de gaz très étendue qui ressemble à une étoile de la taille du Système solaire. C'est énorme .”

Pour l'équipe de Rohan Naidu qui a dirigé ces recherches, cette source portera désormais un nom étrange : MoM-BH*-1, pour “Mirage or Miracle Black Hole Star 1”.

Ce n'est pas un trou noir traditionnel, entouré de poussières, mais un trou noir enveloppé de gaz d'hydrogène, ce qui lui donne l'apparence d'une étoile, mais qui brille beaucoup trop fort à cause de l'activité du trou noir de 100 000 masse solaire présent en son cœur.

En fait, les pistes auxquelles mène MoM-BH*-1 sont saisissantes. Elles semblent répondre à deux mystères profonds de la cosmologie : la nature des Petits Points Rouges et l'énigme de la croissance ultra rapide des trous noirs supermassifs.

Les Petits Points Rouges sont de plus en plus considérés comme des sources produites par un trou noir déjà très massif, de plusieurs centaines de milliers de masse solaire et qui se nourrit d'un épais cocon de gaz. Le cocon est si dense, et il reçoit tant d'énergie de la part du trou noir, qu'il imite les propriétés lumineuses d'une étoile, mais sans être alimenté par de la fusion nucléaire.

L'autre mystère est justement celui de l'évolution ultra véloce des trous noirs supermassifs. Ici, il y a une telle quantité de gaz d'hydrogène autour de ce trou noir, qu'il croît de façon phénoménale, ce qui est attendu pour donner de tels monstres de dizaines de millions de masse solaire si tôt dans l'Univers.

L'équipe a eu recours aux simulations informatiques pour comprendre ce qui reproduisait ce signal si lumineux, sans poussières, et avec un objet central si massif. Le modèle de l'étoile à trou noir est parfait :

“ Nous avons modélisé notre source comme un trou noir supermassif miniature dans les premières phases de son évolution, enveloppé par un gaz extrêmement dense et turbulent qui forme une enveloppe sans poussière autour d’elle ”, explique Naidu.