Le télescope James-Webb aurait détecté d’énormes étoiles noires alimentées par la matière sombre

De nouvelles recherches suggèrent la présence dans les profondeurs de l’Univers de mystérieuses « étoiles noires », des objets célestes hypothétiques alimentés par la matière noire.

Astres sombres

La puissance sans précédent de James-Webb permet aux scientifiques de regarder plus loin dans l’espace et le temps que n’importe quel autre télescope auparavant, conduisant à des découvertes qui bouleversent notre compréhension du cosmos. Publiée dans la revue PNAS, une récente étude basée sur ses observations propose que les galaxies de l’Univers primitif soient en fait des « astres sombres », dont l’éclat proviendrait de la chaleur générée par l’annihilation des particules de matière noire composant leur cœur.

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Environ 10 millions de fois plus massifs et 10 000 fois plus larges que le Soleil, ces objets célestes émettraient une luminosité équivalente à celle de 10 milliards d’étoiles, dans l’infrarouge plutôt que la lumière visible.

L’existence d’étoiles noires pourrait contribuer à expliquer la présence d’un si grand nombre de grandes galaxies dans l’Univers primitif. Une fois ce « carburant sombre » épuisé, la matière ordinaire constituant la majeure partie de ces astres s’effondrerait en trou noir, ce qui pourrait donner naissance à des trous noirs supermassifs et accélérer le processus de formation galactique. Les galaxies jugées « trop précoces » pourraient quant à elles n’être que des étoiles noires, puisqu’elles se ressemblent à cette distance.

Les auteurs de la nouvelle étude ont identifié les trois premières étoiles noires candidates. Découverts par Webb en décembre 2022, ces objets brillants nommés JADES-GS-z13-0, JADES-GS-z12-0 et JADES-GS-z11-0 avaient été initialement considérés comme des galaxies, mais l’analyse spectroscopique indique qu’ils possèdent certaines propriétés attendues des étoiles noires.

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De nouvelles observations prévues

Aussi fascinante soit l’idée, ces travaux restent très spéculatifs : à ce jour, l’existence des étoiles noires, et de l’obscure matière censée les alimenter, n’a encore jamais été démontrée. Même si tel était le cas, la matière noire devrait exister sous une forme spécifique parmi celles proposées.

« La principale hypothèse reste que le modèle standard ait besoin d’être ajusté. Quelque chose d’entièrement nouveau, comme ce que nous proposons ici, sera toujours moins probable », souligne Katherine Freese, co-auteure de la nouvelle étude. « Si certains de ces objets qui ressemblent à des galaxies sont effectivement des étoiles noires, les simulations sur la formation des galaxies correspondraient mieux aux observations. »

Selon la chercheuse, de futures observations de Webb pourraient permettre d’étudier certaines propriétés des trois objets, notamment l’assombrissement ou l’excès d’intensité de la lumière dans certaines bandes de fréquence, qui pourraient nous aider à établir leur véritable nature.

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