Une avancée majeure dans l’observation de l’univers lointain
Le télescope spatial James Webb (JWST) de la NASA continue de repousser les limites de l’observation astronomique. Les données récoltées par cet instrument hors normes ont récemment permis de lever le voile sur un phénomène cosmologique exceptionnel, survenu à une époque où notre univers n’en était encore qu’à ses balbutiements.
Selon un communiqué publié le 4 juin 2026 par l’University College London (UCL), une équipe internationale d’astronomes est parvenue à détecter et à évaluer la masse d’un trou noir dormant situé à une distance vertigineuse. Ces travaux ont fait l’objet d’une publication détaillée dans la prestigieuse revue Science.
L’objet céleste en question se trouve au cœur de la galaxie identifiée sous le nom de MRG-M0138. Positionné à plus de 10 milliards d’années-lumière de notre planète, il affiche une masse colossale, estimée à environ 6 milliards de fois celle de notre Soleil. Il s’agit à ce jour du trou noir dormant le plus lointain jamais observé par la communauté scientifique.
La dynamique stellaire pour révéler l’invisible
La détection d’un trou noir représente toujours un défi technique, d’autant plus lorsqu’il est inactif. Les astronomes ont l’habitude de repérer les noyaux galactiques actifs, parfois appelés quasars. Dans ce cas de figure, la matière gazeuse qui chute vers le trou noir émet d’intenses radiations, rendant ces objets parmi les plus lumineux du cosmos.
La situation de MRG-M0138 est radicalement différente. Aucun gaz ne tombe dans ce trou noir supermassif, ce qui le rend totalement inactif, dormant et par conséquent incapable d’émettre la moindre lumière. Pour attester de sa présence, les chercheurs ont dû s’appuyer sur la technique de la dynamique stellaire. Cette méthode consiste à étudier les mouvements collectifs des étoiles qui gravitent autour de cette zone obscure.
En analysant la vitesse de déplacement de ces astres et les variations de mouvement entre les étoiles proches du centre et celles plus éloignées, l’équipe a pu calculer précisément la masse de ce géant invisible. Le docteur Andrew Newman, auteur principal de l’étude et chercheur à la Carnegie Science de Pasadena en Californie, précise l’importance de cette approche : « En combinant les données du JWST avec la lentille gravitationnelle, nous avons pu scruter l’intérieur de la sphère d’influence du trou noir, où sa gravité amplifie les vitesses des étoiles. C’est l’une des meilleures techniques dont nous disposons pour peser un trou noir, nous étions donc ravis de l’étendre à une période beaucoup plus ancienne de l’histoire cosmique. »
Le recours indispensable à la lentille gravitationnelle
Observer les trajectoires d’étoiles individuelles à une telle distance serait normalement impossible, même pour un instrument aussi performant que le JWST. La technique de la dynamique stellaire a déjà fait ses preuves pour mesurer la masse du trou noir situé au centre de la Voie lactée, notre propre galaxie, ainsi que dans d’autres systèmes galactiques proches de la Terre.
Avant cette nouvelle étude, la galaxie la plus lointaine étudiée avec un succès similaire ne se trouvait qu’à 700 millions d’années-lumière. La galaxie MRG-M0138 pulvérise ce précédent record, se trouvant 15 fois plus loin dans l’immensité de l’espace. Pour franchir cet obstacle cosmique, les astronomes ont dû exploiter une loupe naturelle offerte par la géométrie de l’univers.
Une autre galaxie, positionnée très exactement entre MRG-M0138 et la Terre, exerce une influence gravitationnelle massive qui courbe la lumière passant à proximité. Ce phénomène, appelé lentille gravitationnelle, a permis de recentrer l’image en arrière-plan et de l’agrandir 30 fois. Grâce à cette amplification optique naturelle, les chercheurs ont pu reconstruire les détails internes de cette lointaine galaxie avec une résolution qui aurait été autrement inatteignable.
Un aperçu inédit de l’univers primitif
L’observation de ce système nous ramène à une époque où l’univers n’avait que 3 milliards d’années environ, ce qui correspond à un quart seulement de son âge actuel. Ces données apportent des indices fondamentaux sur la manière dont les galaxies et leurs trous noirs centraux ont évolué de concert durant les premiers âges cosmiques. Si les galaxies locales montrent une relation étroite entre leur masse et celle de leurs trous noirs supermassifs, le manque d’informations sur les époques plus anciennes freinait jusqu’à présent la pleine compréhension de ce lien.
Les observations révèlent que la galaxie MRG-M0138 est tout aussi inerte que son trou noir. Elle ne forme plus de nouvelles étoiles. Les scientifiques estiment qu’elle abritait très probablement un quasar lumineux dans son passé. Lors de la formation et de la croissance rapide du trou noir, l’énergie colossale dégagée aurait repoussé ou brûlé l’intégralité du gaz libre flottant dans la galaxie, privant cette dernière du carburant essentiel à la naissance de nouvelles étoiles.
Le professeur Richard Ellis, co-auteur principal de l’étude au département de physique et d’astronomie de l’UCL, souligne les perspectives ouvertes par ce travail : « Déterminer comment les étoiles se déplacent collectivement au sein du cœur de cette galaxie lointaine nous a permis de mesurer la masse de son trou noir supermassif autrement indétectable. En démontrant la faisabilité d’une telle technique pour les galaxies de l’univers primitif, nous pouvons maintenant entreprendre un recensement plus complet de la façon dont les trous noirs se développent au fil du temps et déduire leur rôle dans le façonnement de l’évolution des galaxies. »
Vers un nouveau recensement galactique
Cette découverte marque une étape fondatrice dans l’étude des premiers instants du cosmos. L’équipe scientifique affiche son optimisme quant aux futures campagnes d’observation menées par le JWST ainsi que par d’autres télescopes spatiaux à venir. L’objectif est désormais de débusquer de nombreux autres trous noirs dormants datant de l’univers primitif.
Ces futures données devront permettre d’affiner les modèles expliquant le rôle des trous noirs dans l’arrêt brutal de la formation stellaire. Elles aideront également à comprendre les mécanismes par lesquels ces objets dormants peuvent soudainement se réactiver lorsque d’importantes quantités de matière recommencent à s’y engouffrer.
Les détails complets de ces recherches sont consultables dans la publication dirigée par Andrew B. Newman, intitulée « A stellar dynamical mass measurement of an inactive black hole at redshift 2 », parue dans l’édition 2026 de la revue Science. Le document est accessible via son identifiant numérique (DOI: 10.1126/science.adx5816 ou sur la page de la publication officielle).
Selon la source : phys.org
Un trou noir supermassif dormant pesé à plus de 10 milliards d’années-lumière
