Étoiles sombres : le berceau des trous noirs géants express
Tout juste après le Big Bang, des astres inhabituels ont pu naître : les étoiles sombres. Contrairement au Soleil, elles ne brûlaient pas de carburant nucléaire, mais se nourrissaient des collisions de particules de matière noire, qui libèrent de l'énergie lors de ces chocs. Comme une boule de neige qui dévale une pente, une telle étoile aspirait rapidement le gaz environnant, atteignant jusqu'à des millions de masses solaires. Sa propre gravité créait une courbure colossale de l'espace-temps, et l'étoile s'effondrait en un trou noir. Ce scénario a été prédit par Subrahmanyan Chandrasekhar et Richard Feynman : aucune pression interne ne peut arrêter un tel effondrement. C'est probablement ainsi que sont apparus les embryons des trous noirs supermassifs que nous observons au centre des galaxies. Sans les étoiles sombres, les étoiles ordinaires n'auraient pas eu le temps de faire grandir ces géants dans l'Univers jeune. Fait étonnant : une étoile sombre d'un million de masses solaires s'étendrait jusqu'à l'orbite de Pluton, mais sa surface serait plus froide qu'une ampoule à incandescence.
Résumé original
tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2511.08578
We show that dark stars, which are dark-matter-powered stars in the early universe, can grow by accretion to masses in the range $$\mathscr{O}\left ({10}^4\right )-\mathscr{O}\left ({10}^7\right)\,{M_\odot}$$ before the general-relativistic Feynman-Chandrasekhar instability causes their dynamical collapse to black holes. These accreting dark star configurations avoid standard stellar nuclear- and weak-interaction evolution that would lead to their demise long before they reached this supermassive size. Remarkably, this mechanism for supermassive black hole (SMBH) genesis is relatively robust to initial dark star mass, formation epoch, accretion rate and its history. The SMBHs produced this way can serve as seeds for even larger SMBHs $$({\gtrsim}10^9\,M_\odot)$$ that have been discovered at high redshift.
Une étoile sombre géante s'étendrait sur la distance du Soleil à Pluton, mais sa surface chaufferait moins qu'une ampoule domestique — un contraste surprenant entre taille et température.