Une équipe de recherche internationale a découvert que les trous noirs primordiaux - ces vestiges hypothétiques des tout premiers instants de l'univers - pourraient déclencher l'explosion d'étoiles naines blanches en supernovae de type Ia. Parce que c'est exactement ce dont le cosmos avait besoin : plus de choses qui explosent. L'étude, publiée dans The Astrophysical Journal, suggère également que ces explosions inhabituelles pourraient aider à expliquer un motif déroutant d'abondance chimique observé parmi les étoiles de la Voie lactée.

On pense que les trous noirs primordiaux (PBH) se sont formés pendant l'inflation cosmique, lorsque l'expansion rapide de l'univers a amplifié de minuscules fluctuations dans la distribution de la matière. Ils ont longtemps été proposés comme candidats pour la matière noire, cette substance invisible qui constituerait environ 90 % de toute la matière de l'univers en masse. Parce que, bien sûr, pourquoi ne pas ajouter « faire exploser secrètement des étoiles » à la liste des choses que la matière noire pourrait faire.

Voici le mécanisme proposé : alors que les trous noirs primordiaux voyagent dans l'espace, ils pourraient occasionnellement traverser une naine blanche - le vestige stellaire dense laissé après qu'une étoile de faible masse a épuisé son carburant. La gravité du trou noir créerait de puissantes forces de marée à l'intérieur de l'étoile, la déstabilisant et la faisant exploser en supernova de type Ia (SNe Ia). Les supernovae de type Ia sont des explosions extrêmement brillantes, généralement considérées comme se produisant lorsqu'une naine blanche devient instable et subit une réaction thermonucléaire incontrôlée. Mais qui a besoin du « généralement considéré » quand on peut avoir « possiblement déclenché par un petit trou noir » ?

La recherche a été dirigée par Shing-Chi Leung, professeur assistant à l'Institut polytechnique de SUNY et chercheur associé invité à l'Institut Kavli pour la physique et les mathématiques de l'univers de l'Université de Tokyo (Kavli IPMU). L'équipe comprenait également Ken'ichi Nomoto, chercheur principal invité au Kavli IPMU, et Alexander Kusenko, chercheur principal au Kavli IPMU. Ils ont étudié le mouvement, la luminosité et les propriétés chimiques des supernovae produites par ce canal d'explosion proposé déclenché par les PBH.

Dans un article précédent publié en 2025, l'équipe a montré que les explosions déclenchées par les PBH pouvaient produire des SNe Ia avec des propriétés ressemblant étroitement à celles générées par les modèles standard. Pour la nouvelle étude, ils ont comparé leurs modèles avec plusieurs restes de supernova bien connus (Tycho, Kepler, 3C 397), des supernovae proches (par exemple SN 2011fe, SN 2012cg) et les abondances chimiques des étoiles de la Voie lactée. Leurs résultats ont montré que les SNe Ia déclenchées par les PBH pouvaient reproduire plusieurs caractéristiques observées dans ces supernovae et leurs restes.

Les chercheurs ont examiné des isotopes radioactifs tels que Ni-56, Ni-57, et des éléments stables comme Mn et Ni. Ces signatures chimiques leur ont permis d'estimer les masses et les métallicités des étoiles qui ont produit les explosions. La métallicité - la quantité de métal lorsque l'étoile se forme, qui sonde quand l'étoile est née dans l'âge cosmique - fournit des indices sur le moment où une étoile s'est formée et les conditions chimiques à ce moment de l'histoire de l'univers. (En astronomie, les « métaux » sont des éléments plus lourds que l'hydrogène et l'hélium, parce que les astronomes ont leurs propres définitions.)

L'équipe a également utilisé des modèles de supernova pour explorer comment ce mécanisme d'explosion pourrait contribuer à l'enrichissement chimique galactique. Les supernovae libèrent des éléments nouvellement formés dans l'espace, où ils peuvent ensuite faire partie de nouvelles étoiles et planètes. L'analyse a indiqué qu'une fraction non nulle de SNe Ia déclenchées par les PBH pourrait être nécessaire pour expliquer la tendance d'abondance chimique observée dans les étoiles de la Voie lactée. Cela suggère que les trous noirs primordiaux ont pu influencer l'évolution chimique de notre galaxie à travers les explosions stellaires qu'ils ont déclenchées.

« Notre travail suggère que certaines supernovae que nous observons dans le ciel pourraient être le résultat des PBH. Par conséquent, même si nous ne pouvons pas observer directement ces entités insaisissables, elles laissent de nombreux indices intéressants dans la nature pour nous permettre de sonder leurs propriétés », a déclaré Leung. Les chercheurs prévoient d'élargir leur enquête en étudiant comment les PBH