En développant des idées avancées il y plus de 50 ans par Stephen Hawking un groupe de chercheurs est arrivé à la conclusion que plusieurs étoiles pourraient abriter un trou noir en leur cœur et cependant « vivre » étonnamment longtemps. Notre Soleil pourrait même en avoir un aussi massif que la planète Mercure en son centre sans que nous nous en rendions compte de prime abord.
Une équipe internationale, dirigée par des chercheurs de l’Institut Max Planck d’astrophysique, vient de publier dans The Astrophysical Journal un article qui aurait sans doute plu à Stephen Hawking s’il était encore parmi nous, bien qu’on ne puisse pas exclure non plus qu’il pourrait l’avoir critiqué. L’article en question, dont une version en accès libre se trouve aussi sur arXiv, reprend en effet des considérations issues d’un article que le chercheur avait publié au début des années 1970 (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 152, Issue 1, April 1971).
Dans celui-ci, Hawking développait les conséquences d’un concept dont il avait été un des premiers à en saisir l’importance, en parallèle des travaux des mythiques Yakov Zeldovich et Igor Novikov publiés en 1967, deux grands leaders de l’astrophysique et de la cosmologie relativiste russes. La théorie du Big Bang avait alors été fortement accréditée quelques années auparavant avec la découverte du rayonnement fossile. La découverte des étoiles à neutrons sous forme de pulsars confirmait que des prédictions de l’astrophysique relativiste concernant l’effondrement gravitationnelle des étoiles devaient être prises au sérieux, notamment avec la formation des trous noirs dit stellaires comme Oppenheimer et ses élèves l’avaient pressentie.
Des trous noirs vestiges du Big Bang
Mais en allant un cran plus loin et en se basant sur des travaux de cosmologie relativiste de l’époque conduisant à admettre que pendant la première seconde du Big Bang l’état de la matière et de l’espace-temps pouvait avoir été suffisamment chaotiques et turbulents pour que tout un spectre de fluctuations de densité pouvait aussi conduire à des effondrements gravitationnels donnant des trous noirs primordiaux dont les masses pouvaient se trouver entre 10-5 g et des masses beaucoup plus élevées d’au moins quelques masses solaires.
Hawking avait déjà estimé à l’époque que la majorité de la masse contenue dans un volume de l’Univers observable pouvait se trouver sous la forme d’une population de ces minitrous noirs primordiaux et donc constituer déjà ce que l’on appellerait plus tard de la matière noire. Le concept a été testé ces dernières décennies, par exemple en cherchant des effets de microlentille gravitationnelle, c’est-à-dire une brusque intensification de la lumière d’une étoile devant laquelle un de ces minitrous noirs transiterait (image ci-dessus).