Étoile noire (matière noire)

Une étoile noire de matière noire est un type d'étoile qui a pu exister au début de l'univers avant que les étoiles classiques ne se forment. Ces étoiles seraient composées principalement de matière normale, comme les étoiles actuelles, mais avec une forte concentration de neutralinos de matière noire ce qui produirait de la chaleur par réactions d'annihilation avec les particules de matière noire. Cette chaleur empêcherait ces étoiles de s'effondrer jusqu'à la taille relativement compacte d'étoiles modernes et donc empêcherait l'amorçage de la fusion nucléaire entre les atomes de la matière normale.

Selon cette théorie, une étoile noire serait un énorme nuage d'hydrogène et d'hélium, de 4 à 2 000 unités astronomiques de diamètre et avec une température de surface suffisamment basse pour que le rayonnement émis soit invisible à l’œil nu.

Dans le cas peu probable où des étoiles noires de ce type subsisteraient aujourd'hui, elles ne pourraient être détectées que par leurs émissions de rayon gamma, de neutrinos et d'antimatière et seraient confondues avec des nuages de gaz d'hydrogène moléculaire froid avec une différence notable quant à l'émission de grandes quantités de particules énergétiques.

Étoiles noires candidates

En 2023, une équipe d’astronomes a étudié le cas de quatre objets célestes avec un décalage vers le rouge très élevé, découverts par le télescope spatial James Webb.

Leur étude suggère que trois de ces quatre objets, à savoir JADES-GS-z13-0, JADES-GS-z12-0 et JADES-GS-z11-0, sont compatibles avec le fait d'être des sources ponctuelles, et qu’en outre les seules sources ponctuelles pouvant exister à cette époque et être suffisamment brillantes pour être observées à de telles distances, à des décalages vers le rouge de z ∈ 10 – 13, sont les étoiles noires supermassives apparaissant dans l'Univers primordial[1].

Les étoiles noires sont composées d'hydrogène et d'hélium. Elles trouvent leur origine et leur croissance dans l'anéantissement de la matière noire. L’analyse spectrale de ces objets suggère qu'ils ont entre 500 000 et 1 million de masses solaires (M∼106 M⊙), ainsi qu'une luminosité de plusieurs milliards de Soleils (L∼109 L⊙) . Il pourrait s’agir de l’identification des premières étoiles noires[1],[2].

Notes et références

  1. 1 2 (en) Cosmin Ilie, Jillian Paulin, et Katherine Freese, « Supermassive Dark Star candidates seen by JWST », PNAS,‎ (lire en ligne Accès libre)
  2. ↑ (en) Cosmin Ilie, Jillian Paulin, Andreea Petric et Katherine Freese, « Supermassive Dark Stars and Their Remnants as a Possible Solution to Three Recent Cosmic Dawn Puzzles », Universe,‎ (lire en ligne Accès libre)
  • (en)Douglas Spolyar, Katherine Freese, and Paolo Gondolo, "Dark matter and the first stars: a new phase of stellar evolution", Physical Review Letters, January (2008)
  • (en) Katherine Freese, Paolo Gondolo, and Douglas Spolyar "The Effect of Dark Matter on the First Stars: A New Phase of Stellar Evolution", Proceedings of First Stars III, Santa Fe, New Mexico, 16–20 July (2007).
  • (en) Nicole Moore, « Dark matter powered the first stars, physicists speculate », University of Michigan,
  • (en) Lee Siegel, « Were the first stars dark? », University of Utah,
  • (en) Douglas Spolyar, Katherine Freese et Paolo Gondolo, « Dark matter in newborn universe doused earliest stars », Physical Review Letters, Reported in Physorg.com,‎ (lire en ligne, consulté le ) News Report
  • (en) Katherine Freese, Peter Bodenheimer, Paolo Gondolo, Douglas Spolyar, « Dark Stars: the First Stars in the Universe may be powered by Dark Matter Heating », .
  • Simon Devos, « Étoiles noires : Un nouvel espoir », Epsiloon, no 61,‎ , p. 56-63
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