MoM-BH*-1 : première étoile à trou noir observée par James Webb

MoM-BH*-1 est un objet d’un genre nouveau : une « étoile à trou noir », mêlant un trou noir massif et une enveloppe de gaz qui ressemble à une étoile, repérée par le télescope spatial James Webb dans l’Univers très jeune. Il se trouve dans la constellation de la Baleine et nous apparaît tel qu’il était environ 660 millions d’années après le Big Bang.

Ni étoile, ni trou noir ordinaire : un hybride.

À retenir

MoM-BH*-1 est une étoile à trou noir hybride découverte par James Webb dans la constellation de la Baleine.
L’objet contient un trou noir de 100 000 masses solaires entouré d’une enveloppe de gaz aussi vaste que le Système solaire.
Cette découverte pourrait expliquer l’origine des « petits points rouges » et réinterprète la croissance des trous noirs supermassifs.

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Un point rouge qui ne ressemblait à rien

L’objet a été découvert dans le cadre du programme Mirage or Miracle (MoM), qui fouille les données de Webb à la recherche des toutes premières galaxies. Il s’est détaché comme la source la plus rouge d’un champ d’environ 250 minutes d’arc carrées. Dans les images du ciel profond, une teinte rouge trahit souvent la présence de poussières.

Le spectre a écarté cette piste. La lumière présentait une cassure de Balmer exceptionnellement profonde, signature d’un gaz dense qui absorbe les photons, et presque aucune trace d’éléments plus lourds que l’hydrogène et l’hélium. Une telle cassure existe dans les atmosphères stellaires, mais celle-ci dépassait de loin ce qu’on attend d’une étoile ordinaire. Le décalage spectral mesuré, 7,7569, confirme la distance et l’âge de l’objet.

Les chercheurs ont fini par tester une hypothèse audacieuse. Rohan Naidu, qui a dirigé l’équipe, parle de la meilleure preuve d’un « cloak of gas » nourrissant un trou noir en formation précoce.

Cent mille Soleils de masse, cachés dans un cocon d’hydrogène

« Nous pensons qu’il y a un trou noir central 100 000 fois plus massif que le Soleil », explique Naidu. Autour, une enveloppe de gaz à peu près aussi vaste que le Système solaire lui donne son allure d’étoile. Son rayonnement serait 100 milliards de fois supérieur à celui d’une étoile ordinaire.

La fusion nucléaire ne peut pas fournir autant d’énergie.

Le gaz qui tombe vers le trou noir s’échauffe et libère une grande quantité de rayonnement avant de franchir l’horizon des événements. Le nuage joue le rôle de pseudo-atmosphère stellaire, avec le trou noir comme unique source d’énergie. Les astronomes tiennent MoM-BH*-1 pour le meilleur exemple d’étoile à trou noir « nue », c’est-à-dire isolée plutôt qu’enfouie dans une galaxie en formation. Il éclipse presque entièrement sa galaxie hôte, si bien que l’on observe de la lumière de trou noir quasi pure.

Les « petits points rouges » enfin expliqués ?

Les « little red dots » sont de petits objets compacts et peu lumineux, repérés par Webb dans l’Univers primitif. Pour Naidu, chacun d’eux est compatible avec une étoile à trou noir logée dans une galaxie jeune ordinaire. Aucun n’est aussi brillant que MoM-BH*-1.

Une jeune galaxie, au même décalage spectral, se trouve tout près, et la fusion avec l’étoile à trou noir est attendue d’ici 100 millions d’années. En modélisant le spectre de l’ensemble après fusion, l’équipe obtient quelque chose de très proche des petits points rouges déjà connus.

Un autre objet, baptisé The Cliff, découvert en 2024 par le relevé RUBIES, avait déjà été interprété comme une possible étoile à trou noir. MoM-BH*-1 a été rapporté à la même période par une équipe en partie commune. La « première » se joue donc sur la netteté de la preuve : la version préliminaire de l’étude circulait sur arXiv dès mars 2025, et l’article a été publié dans Nature en août 2026.

L’enjeu dépasse la taxonomie. Si ces objets sont dépourvus de poussière, les masses attribuées aux trous noirs des petits points rouges pourraient être surestimées de plusieurs ordres de grandeur. Cela réécrirait le récit de la croissance rapide des trous noirs supermassifs.