Connus pour engloutir toute matière qui s’approche trop près, les trous noirs pourraient eux aussi être capturés par des étoiles nouvellement formées sans les détruire selon une nouvelle étude. Ces petits objets nichés en leur cœur, appelés « trous noirs primordiaux », sont considérés comme des candidats potentiels à la matière noire.
Des trous noirs primordiaux ?
Les trous noirs se manifestent de diverses manières, résultant de la mort d’étoiles ou sous la forme de monstres supermassifs dissimulés au cœur des galaxies. Une théorie ancienne suggère qu’un grand nombre de ces objets, appelés « trous noirs primordiaux », auraient également pu se former dans les premières secondes suivant le Big Bang.
Il s’avère également que ces objets sont considérés comme des candidats potentiels pour expliquer la matière noire. Cette idée repose sur leurs propriétés gravitationnelles. La matière noire est une forme de matière invisible qui semble influencer la gravité, mais qui ne peut pas être directement observée.
Les trous noirs primordiaux, s’ils existent, seraient dispersés dans l’Univers depuis les premières phases après le Big Bang. Leur présence, même en petite quantité, pourrait alors contribuer à la masse totale de l’Univers et influencer les mouvements des galaxies et des étoiles par leur gravité.
Dans le détail, les scientifiques ont constaté que les observations des mouvements galactiques ne correspondent pas entièrement à ce qui serait attendu en considérant simplement la masse visible (étoiles, gaz, etc.). L’idée est que la masse supplémentaire fournie par les trous noirs primordiaux pourrait alors expliquer ces observations, offrant ainsi une explication possible à la nature de la matière noire.
Naturellement, établir la confirmation de l’existence d’objets invisibles reste un défi, mais cela pourrait être rendu possible par leurs interactions avec d’autres objets. Stephen Hawking lui-même avait par exemple un jour avancé l’idée selon laquelle des étoiles nouvellement formées pourraient capturer de petits trous noirs primordiaux, avec une masse approximative similaire à celle d’un astéroïde, dans des circonstances exceptionnelles. Ils seraient alors nichés en leur centre.
Des objets étonnamment stables
Des étoiles et des trous noirs pourraient-ils vraiment coexister harmonieusement ? Pour le savoir, des chercheurs ont élaboré des modèles pour étudier l’évolution de ces « étoiles Hawking », comme on les appelle, en variant les masses initiales des trous noirs. À leur grande surprise, ces objets se sont révélés plus stables que prévu, rendant alors leur détection quasi impossible depuis l’extérieur.
« Les étoiles abritant un trou noir en leur centre peuvent vivre étonnamment longtemps« , a déclaré Earl Patrick Bellinger, auteur principal de l’étude. « Notre Soleil pourrait même avoir un trou noir aussi massif que la planète Mercure en son centre sans que nous nous en rendions compte.«
Une méthode pourrait néanmoins permettre aux astronomes de détecter ces étoiles cachant des trous noirs. En effet, dans une telle configuration, le trou noir induirait des modèles distincts de convection au sein même de l’étoile, offrant une possibilité de détection grâce à une technique appelée astérosismologie. En substance, cette méthode implique l’étude de la manière dont les ondes sonores traversent les étoiles et influent sur la luminosité de leur surface.
Ce n’est pour l’heure qu’une théorie, mais les répercussions de la détection d’une telle étoile seraient considérables. Cela marquerait d’une part la première confirmation de l’existence des trous noirs primordiaux et résoudrait d’autre part l’énigme de la matière noire.
En conclusion, la possibilité que des étoiles puissent abriter des trous noirs primordiaux en leur centre ouvre de nouvelles perspectives fascinantes dans la recherche sur la matière noire. Ces « étoiles Hawking » stables, contenant des trous noirs issus des premières secondes après le Big Bang, pourraient expliquer certaines anomalies gravitationnelles observées dans l’Univers. Bien que cette théorie reste à confirmer, des techniques comme l’astérosismologie pourraient un jour permettre de détecter ces étoiles mystérieuses. Si prouvée, cette découverte pourrait révolutionner notre compréhension de la matière noire et des trous noirs primordiaux, apportant des réponses à certains des plus grands mystères cosmologiques.
Les détails de l’étude sont publiés dans The Astrophysical Journal.
