En 2019, des astronomes ont enregistré un phénomène inattendu sur une étoile lointaine.
En l'espace d'une heure environ, sa luminosité a progressivement diminué puis est revenue à son niveau de base.
Son comportement ne correspondait à aucun phénomène stellaire évident : trop long pour une éruption stellaire, trop court pour une supernova et trop régulier pour la plupart des types connus de variabilité stellaire.
Après avoir étudié attentivement les propriétés de cet événement, les astronomes affirment qu'il pourrait s'agir d'un signal provenant de l'un des objets les plus insaisissables de l'Univers : un minuscule trou noir primordial, pesant environ autant que trois satellites terrestres.
Un trou noir de cette masse aurait un horizon des événements à peu près de la même taille que le point à la fin de cette phrase.
Une équipe d'astronomes dirigée par Renee Kay de l'Université de technologie de Swinburne en Australie affirme qu'aucune autre explication ne correspond aussi bien aux statistiques de cet événement, et ils ont donc nommé le candidat trou noir Phoebe.
« Phibe suggère l'existence d'une population d'objets compacts de la masse de la Lune associés à la distribution de la matière noire dans la Voie lactée et ouvre potentiellement une nouvelle fenêtre sur la physique de l'inflation », écrivent les chercheurs dans une prépublication publiée sur arXiv.
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On a tendance à considérer les trous noirs comme des objets très lourds et très volumineux, dont la masse varie d'au moins plusieurs soleils à des dizaines de milliards de soleils.
Ceci s'explique par les particularités de leur formation, qui débute par la mort d'une étoile massive, dont le noyau géant s'effondre ensuite sous l'effet de la gravité, donnant naissance à l'un des objets les plus denses connus de l'Univers.
Cependant, immédiatement après le Big Bang, des conditions idéales pour la formation de trous noirs beaucoup plus petits ont pu exister. Des fluctuations quantiques de l'espace-temps auraient pu créer une densité excédentaire dans l'univers en expansion, qui se serait ensuite effondrée, à l'instar d'un cœur stellaire qui pourrait s'effondrer aujourd'hui.
Ces trous noirs sont appelés trous noirs primordiaux, et leur existence n'est actuellement connue que théoriquement.
Cela peut s'expliquer par leur difficulté de détection. Un trou noir primordial de la masse de la Terre aurait un diamètre de seulement 1,8 centimètre (0,7 pouce).
La taille réelle du trou noir est de 5 masses terrestres, selon un article de 2019 spéculant sur la nature de la Planète Neuf. (Scholz et Unwin, arXiv, 2019)
Même si un tel trou noir venait à effectuer un événement d'accrétion, la lumière émise par la matière prise dans son emprise gravitationnelle serait à peine perceptible, voire indétectable depuis la Terre avec nos instruments actuels.
Mais ce n'est pas la seule façon de détecter un trou noir primordial.
Même à des diamètres très petits, la gravité autour de ces objets serait suffisamment forte pour déformer l'espace-temps au-delà de l'horizon des événements.
Cette région d'espace-temps fortement courbé peut agir comme une lentille cosmique, et toute lumière ambiante la traversant sera amplifiée, provoquant une brève et douce augmentation de la luminosité avant qu'elle ne revienne à son niveau normal – un phénomène connu sous le nom de microlentille.
C’est précisément le signal que la Dark Energy Camera (DECam) a détecté en 2019 lorsqu’elle a pointé vers le Grand Nuage de Magellan, situé à environ 163 000 années-lumière de la Terre.
L'événement s'est produit le 18 décembre, alors que le télescope DECam fonctionnait pendant cinq nuits consécutives dans le cadre du projet AMPM (Asteroid Mass Primordial Black Hole Microlensing).
Pendant environ 60 minutes, la luminosité de l'étoile du Grand Nuage de Magellan a augmenté, tandis que celle des sources lumineuses voisines est restée inchangée.
Image prise au moment où Phœbé atteignait sa luminosité maximale, avec des courbes de lumière montrant comment sa luminosité a augmenté de façon spectaculaire tandis que celle des étoiles voisines est restée constante. (Key et al., arXiv, 2026)
Les événements de microlentille gravitationnelle sont rares, mais pas inconnus. Ils ont déjà été associés à des trous noirs stellaires, à de minuscules étoiles peu lumineuses et aux mondes qui les entourent, ainsi qu'à des exoplanètes errantes dérivant dans l'espace sans étoile.
Pour déterminer si Fibe pouvait être un trou noir, les chercheurs ont d'abord dû exclure les dysfonctionnements des instruments, les éruptions stellaires, la contamination par d'autres étoiles et les fluctuations stellaires.
Ils ont ensuite dû simuler différents scénarios de microlentilles gravitationnelles : une exoplanète errante dans la Voie lactée ; une exoplanète errante dans le Grand Nuage de Magellan ; et un trou noir primordial dans le halo de matière noire étendu de la Voie lactée, loin de la concentration de matière dans le plan galactique.
Le halo de la Voie lactée est une région étendue autour du disque de la galaxie. (Melissa Weiss/Centre d'astrophysique | Harvard et Smithsonian)
D'après leurs calculs, le corps lentille, Phoebe – quel qu'il soit – a cinq ordres de grandeur plus de chances d'appartenir au halo de matière noire de la Voie lactée qu'aux populations stellaires connues de n'importe laquelle de ces galaxies.
L'explication la plus probable est que Phœbé est un trou noir primordial, d'une masse environ trois fois supérieure à celle de la Lune, situé à environ 59 630 années-lumière.
Cela n'exclut pas l'existence d'une exoplanète errante dans le halo de la Voie lactée. En réalité, l'existence d'une telle exoplanète demeure tout à fait probable, étant donné que, du moins d'un point de vue observationnel, les exoplanètes errantes sont bien plus susceptibles d'exister et d'être détectées.
Cependant, dans le halo de la Voie lactée, qui est au mieux peu peuplé, un trou noir est beaucoup plus probable qu'une exoplanète errante, celles-ci étant généralement considérées comme plus nombreuses dans les régions de l'espace riches en étoiles.
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Cette découverte a coïncidé avec une autre discussion.
En février 2026, des astronomes américains et japonais, analysant les données du télescope Subaru, ont identifié 12 événements de microlentille candidats vers Andromède, qui, selon eux, pourraient être causés par des trous noirs primordiaux.
Puis un autre groupe de chercheurs de l'Université de Varsovie (Pologne) a réanalysé les mêmes données et a publié une réfutation en mars, établissant que tous ces événements pouvaient être attribués à des étoiles ordinaires et connues.
À ce sujet : Des scientifiques affirment que LIGO pourrait avoir détecté le premier trou noir primordial.
Cette nouvelle découverte est à l'origine de cette discussion.
Kay et ses collègues affirment que leur découverte confirme l'interprétation initiale des données de Subaru, selon laquelle ces événements sont compatibles avec des phénomènes se produisant dans les trous noirs primordiaux.
Cela ne signifie qu'une chose : nous aurons besoin d'un télescope plus sensible.
« Notre découverte a incité les programmes de microlentilles des observatoires Roman et Vera K. Rubin à mener des observations à haute fréquence et à long terme afin d'améliorer la sensibilité aux microlentilles de faible masse », écrivent les chercheurs dans leur article.
Nous avons hâte d'y être.
Prépublication disponible sur arXiv.
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