Un trou noir formé juste après le Big Bang détecté par James-Webb pourrait bouleverser la cosmologie

Les premières théories sur l’existence des trous noirs primordiaux sont apparues dans les années 1960 sans que les scientifiques découvrent effectivement l’un de ces mystérieux objets. Plus d’un siècle plus tard, des astronomes pourraient avoir trouvé l’un de ces objets célestes jusque-là hypothétiques, mais aussi ce qui pourrait être le plus ancien trou noir de l’Univers.

Qu’est-ce qu’un trou noir primordial ?

Tous les trous noirs observés par les astronomes jusqu’à présent appartiennent à l’une des trois catégories suivantes : les trous noirs de masse stellaire, les trous noirs de masse intermédiaire et les trous noirs supermassifs. Tous ces types de trous noirs sont plus massifs que le Soleil et se sont formés au moins des centaines de milliers d’années après le Big Bang, à mesure que l’Univers a grandi et évolué. Il existe cependant un autre type de trou noir que les astronomes n’ont pas encore observé, mais dont ils pensent qu’il pourrait exister. Il s’agit des trous noirs primordiaux.

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Ainsi, les trous noirs primordiaux sont définis comme étant un type de trous noirs hypothétiques qui sont apparus très tôt après dans l’Univers primordial, soit juste après le Big Bang. Bien qu’il ne s’agisse actuellement que d’objets hypothétiques, les scientifiques sont convaincus de l’existence des trous noirs primordiaux, et ils sont tout autant persuadé que la découverte effective de ces objets cosmiques va révolutionner la compréhension de nombreux aspects de la cosmologie, notamment la nature de la matière noire, l’origine des trous noirs binaires et la chronologie de l’Univers primitif.

Découverte du premier trou noir primordial ?

Ce moment est peut-être arrivé, dans la mesure où une équipe de scientifiques dirigée par les chercheurs de l’université de Cambridge a découvert ce qui pourrait être le tout premier trou noir primordial connu. Repéré grâce au télescope spatial James-Webb, cet objet cosmique récemment décrit dans un article prépublié sur arXiv pourrait être non seulement un trou noir primordial, mais aussi le plus vieux trou noir de l’Univers, né moins d’une seconde après le Big Bang. Pour aboutir à leurs conclusions, les chercheurs ont mesuré la masse d’un Little Red Dot (LDR ou « petit point rouge » en français) nommé QSO1.

Notons que les LDR sont de petits objets cosmologiques teintés de rouge découverts par le télescope spatial James-Webb dans l’Univers primordial. Ces mystérieux LDR ont été repérés à l’époque de la réionisation, seulement 600 millions d’années après le Big Bang. À l’origine, étant donné sa compacité et sa brillance, les scientifiques ont supposé que QSO1 était soit un amas d’étoiles très compact, soit d’anciens trous noirs supermassifs. Les résultats de cette recherche ont cependant changé la donne. Les chercheurs ont évalué que la masse de ce trou noir est d’environ 50 millions de fois supérieure à celle du Soleil.

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Cependant, le nuage de poussière et de gaz qui l’entoure ne représente que la moitié de cette masse. Autrement dit, sa masse est deux fois supérieure à celle de son environnement, et c’est un contraste surprenant par rapport à ce qui est généralement observé dans l’Univers connu. Selon les auteurs de l’étude, la théorie la plus pertinente pour expliquer ce phénomène est que QSO1 est un trou noir primordial. Le fait qu’une autre étude ait montré que la matière brillante entourant le trou noir était chimiquement « pure » – composée presque exclusivement d’hydrogène et d’hélium, les deux éléments restant après le Big Bang – corrobore cette théorie.

Par ailleurs, ce que les astronomes croyaient être un trou noir s’effondre : un nouvel objet cosmique remet le modèle en question.