Un candidat au statut de trou noir enveloppé de gaz éclaire la croissance rapide des premiers trous noirs

Des astronomes utilisant le télescope spatial James Webb ont identifié un candidat convaincant au statut d’« étoile à trou noir », un jeune trou noir entouré de gaz hydrogène dense. Observé tel qu’il était seulement 660 millions d’années après le Big Bang, cet objet pourrait offrir un mécanisme physique permettant d’expliquer comment certains trous noirs ont atteint près d’un milliard de masses solaires avant que l’Univers n’ait 700 millions d’années.

La source apparaissait comme un point inhabituellement rouge, mais la spectroscopie a montré que les étoiles ordinaires et la poussière constituaient des explications peu satisfaisantes. Sa luminosité chute d’un facteur supérieur à vingt sur une plage particulière de longueurs d’onde, produisant une discontinuité de Balmer mesurée à 7,7. Même une population d’étoiles spécialement sélectionnée devrait présenter une valeur inférieure à environ 5. L’absorption par l’hydrogène indique également la présence d’un gaz exceptionnellement dense.

Le modèle simplifié des chercheurs place un trou noir d’environ un million à dix millions de masses solaires à l’intérieur d’une enveloppe de gaz presque dépourvue de poussière et de la taille du Système solaire. Un tel cocon pourrait piéger le rayonnement sortant qui ralentirait normalement la matière entrante, permettant au trou noir de s’alimenter plus vite que ne l’autorise sa limite habituelle.

Ce candidat pourrait également éclairer les énigmatiques « petits points rouges » observés par Webb. Ici, le trou noir et son enveloppe semblent surpasser en luminosité presque toutes les étoiles environnantes, offrant une vue exceptionnellement claire du moteur central. L’interprétation n’est toutefois pas définitive : la géométrie du gaz et la masse du trou noir restent incertaines, et les astronomes ont besoin de davantage d’exemples et de simulations détaillées pour vérifier s’il s’agissait d’une phase de croissance courante dans l’Univers primitif.