James-Webb aurait enfin débusqué ces étoiles noires que l’on pensait purement théoriques : une révolution en cosmologie

Et si certaines des premières étoiles de l’Univers avaient brûlé non pas de l’hydrogène, mais de la matière noire ? Le télescope spatial James-Webb semble avoir trouvé des indices troublants. Et si ces objets étranges redessinaient notre vision du cosmos ? Accrochez-vous, on part explorer l’un des mystères les plus fascinants de l’astrophysique moderne.

Comprendre les « Dark Stars » : ces étoiles qui brûlent la matière noire

Pour bien comprendre, imaginez une étoile qui ne brille pas grâce à la fusion nucléaire classique, mais grâce à la matière noire. Oui, cette fameuse substance invisible qui représente environ 85 % de la masse de l’Univers, mais que personne n’a encore vue directement. C’est l’idée audacieuse qu’ont proposée en 2007 les astrophysiciens Katherine Freese et Paolo Gondolo.

Au tout début du cosmos, la matière noire était bien plus dense qu’aujourd’hui. En se concentrant dans les premiers halos de galaxies, elle aurait pu s’accumuler dans le cœur des jeunes étoiles. Or, si ses particules s’annihilent (comme le prédisent certains modèles appelés WIMPs), elles libèrent une énergie immense, capable de faire briller une étoile sans aucune fusion. Surprenant, non ?

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Ainsi, ces étoiles noires, ou Dark Stars, seraient des astres gigantesques, froids, diffus, mais tout de même lumineux. Certaines auraient pu atteindre des tailles colossales, englobant jusqu’à 15 000 systèmes solaires ! Une hypothèse longtemps jugée spéculative, mais qui pourrait bien se concrétiser grâce à James-Webb.

James-Webb détecte des signaux compatibles avec des étoiles noires

Depuis son lancement, le télescope James-Webb (JWST) scrute le passé cosmique à travers la lumière infrarouge. Et ses instruments ultra-sensibles viennent peut-être de capter des signaux inédits. Dans le cadre du programme JADES (JWST Advanced Deep Extragalactic Survey), les chercheurs ont repéré plusieurs objets si étranges qu’ils semblent défier les modèles classiques d’évolution stellaire.

Parmi eux, Jades-GS-z14-0 intrigue particulièrement. Cet objet se situe à un redshift de 14, c’est-à-dire à environ 300 millions d’années après le Big Bang. Autrement dit, il s’agit d’un vestige des premières lumières de l’Univers ! Pourtant, il est trop massif, trop brillant et trop jeune pour être une simple galaxie.

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Et ce n’est pas tout : son spectre infrarouge montre une absorption à 1 640 angströms, signature typique de l’hélium mono-ionisé. Or, c’est précisément ce que les modèles prédisent pour les atmosphères des étoiles noires.

Coïncidence ? Pas vraiment, selon les astrophysiciens Cosmin Ilie (université Colgate) et Katherine Freese (université du Texas à Austin). Pour eux, il s’agirait du premier candidat crédible à une étoile noire supermassive : un astre d’environ un million de masses solaires, alimenté non pas par la fusion, mais par la matière noire elle-même.

Ces étoiles géantes pourraient expliquer la naissance des trous noirs supermassifs

Si cette hypothèse se confirme, elle pourrait résoudre l’un des plus grands mystères du cosmos : comment les trous noirs supermassifs se sont-ils formés si vite ? Car en théorie, il faudrait des centaines de millions d’années pour qu’une étoile classique atteigne une telle masse. Or, James-Webb en observe déjà, à peine quelques centaines de millions d’années après le Big Bang.

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La clé pourrait bien être là. Quand une étoile noire épuise son « carburant » de matière noire, elle s’effondre sous son propre poids. Avec une masse de 500 000 à un million de soleils, elle se transforme en trou noir intermédiaire. Ces trous noirs pourraient ensuite fusionner entre eux et former les géants cosmiques que l’on observe aujourd’hui au cœur des galaxies.

En d’autres termes, les étoiles noires auraient servi de graines cosmiques, semant les bases des premiers trous noirs galactiques. Une idée élégante, simple et surtout cohérente avec les observations récentes. Comme souvent en astrophysique, c’est la beauté du modèle qui séduit autant que sa logique.

Une découverte qui change notre regard sur la matière noire

Si les observations de James-Webb se confirment, nous serions face à une révolution scientifique majeure. Jusqu’ici, la matière noire semblait n’être qu’une force gravitationnelle silencieuse, influençant la structure des galaxies sans jamais interagir autrement. Mais si elle peut alimenter une étoile, alors elle n’est plus si passive : elle devient source d’énergie.

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Cela offrirait une preuve indirecte de son interaction avec la matière ordinaire et ouvrirait une nouvelle piste pour comprendre sa nature. Ce serait un pas de géant vers la résolution d’un des plus anciens mystères de la cosmologie.

Finalement, ces étoiles noires nous rappellent une chose : dans l’obscurité de l’espace, la lumière peut parfois naître du mystère lui-même.