Première identification d’un trou noir solitaire dans l’univers

Une détection grâce à la microlentille gravitationnelle

Situé dans la constellation du Sagittaire, cet objet énigmatique a été repéré non pas par une émission lumineuse directe, mais par son influence gravitationnelle sur la lumière d’une étoile lointaine. Ce phénomène, appelé microlentille gravitationnelle, consiste en une déformation et amplification de la lumière causée par la masse du trou noir, qui agit comme une lentille naturelle dans l’espace.

Cette technique repose sur la théorie de la relativité générale d’Einstein, qui décrit comment la masse courbe l’espace-temps. En observant les variations de luminosité et les déplacements subtils des étoiles en arrière-plan, les chercheurs peuvent ainsi déduire la présence d’objets sombres invisibles, comme les trous noirs isolés.

Confirmation du trou noir solitaire

Au départ, certains scientifiques avaient envisagé que cet objet pourrait être une étoile à neutrons. Toutefois, les mesures de sa masse, estimée à environ sept fois celle du Soleil, ont écarté cette hypothèse. Seul un trou noir peut expliquer une telle masse sans émission lumineuse détectable.

Cette identification est d’autant plus remarquable que, jusque-là, les trous noirs observés étaient toujours en couple avec une étoile compagnon. Leur existence était alors révélée par leur interaction avec cette étoile, notamment par le transfert de matière. La découverte d’un trou noir solitaire démontre qu’ils peuvent exister isolément dans la galaxie.

Une seconde équipe de recherche a corroboré ces résultats après avoir affiné les mesures, validant ainsi l’existence de ce trou noir indépendant.

Perspectives futures avec le télescope Nancy Grace Roman

Le lancement prévu en 2027 du télescope spatial Nancy Grace Roman ouvre de nouvelles perspectives pour l’astronomie. Equipé d’instruments avancés, il devrait permettre d’identifier d’autres trous noirs solitaires grâce à des observations plus sensibles et précises. Cela offrira l’opportunité de mieux comprendre la population et la formation de ces mystérieux objets.

Image prise en 2022 montrant le champ autour de l’événement OGLE-2011-BLG-0462. L’étoile source et son voisin plus lumineux sont indiqués. Une étoile faible proche n’influence pas la mesure. Les cercles verts montrent les positions des étoiles en 2011, les rouges en 2022. Les étoiles de cette région se déplacent d’environ un pixel en 11 ans.
Crédit : The Astrophysical Journal (2025). DOI : 10.3847/1538-4357/adbe6e

Comment détecter un trou noir solitaire ?

Détecter un trou noir isolé est un défi, car ces objets n’émettent pas de lumière. La microlentille gravitationnelle constitue la méthode la plus efficace à ce jour. Lorsque le trou noir passe devant une étoile lointaine, sa gravité agit comme une lentille, modifiant la trajectoire des rayons lumineux et amplifiant temporairement la luminosité de l’étoile observée.

Les télescopes spatiaux Hubble et Gaia sont essentiels pour ces observations. Leur précision dans la mesure des minuscules déplacements angulaires des étoiles permet de distinguer les trous noirs des autres objets compacts, tels que les étoiles à neutrons, en déterminant leur masse et leur influence gravitationnelle.