On ne voit jamais un trou noir, et l’un des plus proches pourrait ne pas en être un

Cartographié par la sonde européenne Gaia, l’un des trous noirs candidats les plus proches abrite un compagnon invisible d’environ dix masses solaires dont deux physiciens de Prague soupçonnent, dans une prépublication, qu’il pourrait être un tout autre objet.

Un couple stellaire repéré par la sonde Gaia dont la géométrie serrée laisse les astronomes perplexes

Depuis son lancement, le satellite Gaia de l’Agence spatiale européenne mesure avec une précision extrême la position et le mouvement des étoiles de la Voie lactée. Parmi ces relevés figure un système baptisé Gaia BH1, où une étoile très proche du Soleil, d’environ 0,93 masse solaire, gravite autour d’un partenaire resté invisible et près de onze fois plus lourd qu’elle.

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L’orbite se referme en 188 jours environ, avec une séparation voisine de 1,4 unité astronomique, proche de la distance Mars-Soleil. Ce duo figure donc parmi les plus accessibles à l’observation. Sa géométrie serrée intrigue pourtant, car un compagnon aussi massif et compact évoque d’emblée le vestige d’une étoile effondrée.

Pourquoi accoler un trou noir à une étoile aussi banale pose un véritable casse-tête de formation

Les trous noirs de masse stellaire naissent de l’effondrement d’astres géants, bien plus lourds que le Soleil, si denses en fin de vie que la lumière y reste captive. Voir une étoile aussi banale cohabiter avec un tel résidu, sur une orbite aussi courte, s’explique difficilement.

Le scénario standard bute en réalité sur plusieurs écueils. L’explosion en supernova de l’étoile d’origine, puis la phase dite d’enveloppe commune, auraient normalement disloqué le couple ou bouleversé sa trajectoire. Décrocher, puis préserver un binôme aussi stable relève donc d’une probabilité mince.

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Un détail achève d’intriguer. Un trou noir qui avale de la matière trahit d’ordinaire sa présence par un rayonnement vif, notamment en rayons X et en ondes radio. Or ce compagnon reste muet sur ces deux registres, sans émission notable, ce qui cadre mal avec un astre en pleine accrétion.

L’hypothèse audacieuse de deux physiciens de Prague, un astre massif privé d’horizon et pétri de matière exotique

Face à ces anomalies, deux physiciens de l’institut CEICO, à Prague, Alexandre Pombo et Ippocratis Saltas, ont exploré une piste inhabituelle: le compagnon ne serait pas un trou noir, mais une étoile bosonique. Cet objet compact, théorique et jamais observé, ne réunirait pas des atomes ordinaires mais des particules de type boson en un condensat auto-gravitant, version astronomique du condensat de Bose-Einstein.

La différence physique décisive tient à l’absence d’horizon des événements. La matière qui tombe vers une étoile bosonique ne franchit aucune frontière irréversible, elle s’accumule au contraire dans les régions centrales, ce qui bouleverse le rayonnement attendu en rayons X. Les deux chercheurs ont ainsi calculé la luminosité X attendue selon un modèle d’accrétion sphérique dit de Bondi-Michel, en confrontant un trou noir de Schwarzschild à une étoile bosonique sans rotation. Selon eux, le silence observé s’accorde mieux avec un objet sans horizon.

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Un lien avec la matière noire séduit particulièrement les deux auteurs. Cette composante invisible n’émet ni n’absorbe la lumière et se trahit donc seulement par sa gravité. Elle pèserait ainsi près de 27 % du contenu en masse-énergie de l’Univers, contre environ 5 % pour la matière ordinaire, le reste revenant à l’énergie noire. Certains modèles avancent par exemple que des particules très légères pourraient former des astres compacts et stables, sans jamais échanger le moindre photon.

Comment départager les deux scénarios, et pourquoi la prudence reste la meilleure boussole pour l’instant

Trancher réclamera de nouvelles observations, en rayons X, en radio, voire en ondes gravitationnelles. Un trou noir en accrétion façonne souvent un disque de matière détectable, tandis qu’une étoile bosonique resterait quasi silencieuse. Les données précises manquent encore pour ce système. L’hypothèse demeure surtout hautement spéculative, car le travail de Pombo et Saltas circule en prépublication, sans validation par les pairs. Le trou noir reste, de loin, l’explication la plus économique, et d’autres pistes existent, comme une formation par un canal dynamique ou un système triple.

Gaia a déjà débusqué plusieurs compagnons sombres tapis autour d’étoiles visibles, et son catalogue s’étoffe désormais d’année en année. Ces astres ne se dévoilent que par l’emprise gravitationnelle qu’ils exercent sur leur voisine lumineuse. De fait, cerner à distance la nature d’un corps que nul ne verra directement restera un exercice délicat, et les prochaines campagnes diront si Gaia BH1 garde son statut de trou noir.

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