Le télescope spatial James Webb (JWST) de la NASA a récemment révélé un objet qui défie toutes les lois connues de la physique. Il s'agit de MoM-BH*-1, une « étoile à trou noir » qui combine l'apparence d'une étoile géante avec la puissance énergétique d'un trou noir. La découverte, publiée dans la prestigieuse revue Nature le 14 août 2026, a été réalisée par une équipe internationale dirigée par le Massachusetts Institute of Technology (MIT) et l'Université de Hawaï.
Pour comprendre ce phénomène, il faut rappeler que les trous noirs sont des régions de l'espace où la gravité est si extrême que rien ne peut s'en échapper, pas même la lumière. Les étoiles, quant à elles, sont d'énormes sphères de gaz qui génèrent de l'énergie par fusion nucléaire. Mais MoM-BH*-1 n'est ni l'un ni l'autre : c'est un trou noir central d'environ 100 000 masses solaires enveloppé dans une dense couche d'hydrogène de la taille du système solaire. Cette enveloppe lui donne l'apparence d'une étoile, mais son énergie provient du trou noir qu'il abrite en son sein.
Caractéristiques clés de MoM-BH*-1
- Masse du trou noir central : 100 000 masses solaires
- Taille : comparable au système solaire
- Énergie émise : 100 milliards de fois celle d'une étoile normale
- Âge : formé 660 millions d'années après le Big Bang
- Localisation : constellation de Cetus
L'objet se trouve dans la constellation de Cetus et s'est formé seulement 660 millions d'années après le Big Bang, lorsque l'univers était très jeune. Les analyses spectrales ont révélé qu'il a une taille comparable à celle du système solaire et émet 100 milliards de fois plus d'énergie que n'importe quelle étoile connue. « Il brille avec l'énergie normalement associée aux trous noirs, mais présente en même temps des caractéristiques classiquement associées aux étoiles », a expliqué Rohan Naidu, chercheur au MIT et actuellement à l'Université de Hawaï, qui a dirigé l'étude.
La rupture de Balmer : la clé du mystère
L'une des données les plus surprenantes est la fameuse « rupture de Balmer », une chute brutale de la lumière en dessous de certaines longueurs d'onde. Ce phénomène se rencontre généralement dans les étoiles denses et vieillissantes, mais dans MoM-BH*-1, le signal est beaucoup plus profond que toute observation précédente. De plus, la lumière ne contient pas de métaux lourds, ce qui indique une composition presque exclusivement composée d'hydrogène et d'hélium. « La rupture que nous observons est la plus profonde jamais vue dans un objet, ce qui exclut les étoiles ordinaires comme source », a affirmé Naidu.
Initialement, l'équipe a pensé qu'il pourrait s'agir de poussière cosmique, un phénomène courant dans l'univers primitif. Cependant, les données spectrales ont écarté cette possibilité. « Quand on voit quelque chose de très rouge dans l'univers, on suppose généralement qu'il est entouré de poussière, comme de la suie ou de la cendre », a expliqué Robert Simcoe, directeur du MIT Kavli Institute et co-auteur de l'étude. Mais le signal optique présentait une pureté et une intensité qui ne sont pas associées à la poussière, mais à un mécanisme beaucoup plus énergétique.
Un nouveau type d'objet astrophysique
Après avoir simulé différentes combinaisons de caractéristiques physiques, un seul modèle a réussi à reproduire l'observation : un trou noir d'une masse cent mille fois supérieure à celle du Soleil, enveloppé dans une dense couche d'hydrogène de la taille du système solaire. Ce scénario explique à la fois la luminosité extrême et la singularité spectrale. La conclusion est que MoM-BH*-1 constitue un nouveau type d'objet astrophysique : une étoile à trou noir.
Les spécialistes pensent que cette découverte pourrait éclairer l'origine des trous noirs supermassifs qui se trouvent au centre de pratiquement toutes les galaxies, y compris la Voie lactée. « Pendant des décennies, nous avons anticipé que quelque chose de spectaculaire devait se produire dans l'univers primitif. Les étoiles à trou noir pourraient être ce quelque chose de spectaculaire. Elles pourraient être la phase naissante et protégée qui marque le début du voyage de presque tous les trous noirs supermassifs », a suggéré Naidu.
La découverte offre également un indice sur les mystérieux « petits points rouges » que le James Webb a détectés dans de nombreuses images de l'univers primitif. « Ces petits points rouges semblent être partout dans l'univers primitif, mais ils disparaissent essentiellement à l'époque actuelle », a noté Naidu. L'hypothèse actuelle est que beaucoup d'entre eux pourraient être des étoiles à trou noir, bien que moins lumineuses que MoM-BH*-1.
Une découverte qui réécrit l'histoire cosmique
Ce qui distingue MoM-BH*-1, c'est l'intensité avec laquelle son trou noir éclipse la lumière de la galaxie à laquelle il appartient, permettant d'observer une lumière pure d'étoile à trou noir. « Ce qui est spécial, c'est que l'étoile à trou noir éclipse presque complètement sa galaxie hôte, donc nous voyons une lumière pure d'étoile à trou noir », a expliqué Naidu.
L'étude, qui a impliqué Wendy Sun, étudiante au MIT, et des collaborateurs de plusieurs institutions internationales, a reçu un financement de la NASA, du département de physique du MIT et de l'Institut des sciences du télescope spatial. La découverte a été rendue possible grâce à la capacité du James Webb à capturer des images de l'univers formé seulement 660 millions d'années après le Big Bang.
L'article publié dans Nature a été corrigé les 12 et 13 août 2026 pour préciser que la découverte a été faite après avoir identifié une tache rouge dans des images de l'univers primitif, et non du système solaire, et pour mettre à jour les informations sur le parcours professionnel de Rohan Naidu.
La recherche sur MoM-BH*-1 se poursuit. L'équipe internationale prévoit d'analyser d'autres taches rouges détectées par le James Webb pour déterminer si elles correspondent également à des étoiles à trou noir ou si elles représentent d'autres processus inconnus. Cette découverte élargit non seulement le catalogue des objets cosmiques, mais rapproche l'humanité de la compréhension des processus qui ont donné naissance aux galaxies et, en fin de compte, à la vie elle-même.