A défaut d’exploser en supernova, cette étoile s’effondre en trou noir

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Publié le 13 février 2026. Des astronomes ont observé pour la première fois un processus cosmique rare : l’effondrement direct d’une étoile géante en trou noir, sans l’explosion spectaculaire d’une supernova. Cette observation unique offre un aperçu sans précédent de la formation des trous noirs, un phénomène jusqu’alors principalement théorique.

• Une étoile géante située dans la galaxie d’Andromède a disparu de la vue en quelques années.
• L’analyse des données infrarouges révèle un effondrement du noyau stellaire en trou noir.
• La convection interne de l’étoile pourrait expliquer l’absence d’explosion de supernova.

L’étude, publiée dans la revue Science, s’appuie sur plus de dix ans de données d’archives combinées aux observations récentes de divers télescopes terrestres et spatiaux. Elle ouvre une nouvelle fenêtre sur la compréhension des origines des trous noirs, ces objets célestes fascinants et mystérieux.

L’étoile au centre de cette découverte, nommée M31-2014-DS1, se trouve à environ 2,5 millions d’années-lumière de la Terre, dans la galaxie d’Andromède, la plus proche voisine de notre Voie lactée. Entre 2005 et 2023, les chercheurs ont scruté les données du projet NEOWISE de la NASA et d’autres télescopes, détectant un comportement inhabituel.

En 2014, la lumière infrarouge émise par l’étoile a commencé à s’intensifier. Puis, en 2016, sa luminosité a chuté de manière significative en moins d’un an. En 2022 et 2023, l’étoile a quasiment disparu de la lumière visible et proche infrarouge, sa luminosité ne représentant plus qu’un dixième de sa valeur initiale. Aujourd’hui, elle n’est plus détectable que dans l’infrarouge moyen, avec une luminosité réduite à environ un dixième de son état d’origine.

« Cette étoile était autrefois l’une des plus brillantes d’Andromède, puis, soudain, elle a disparu de la vue »,

Kishalay De, chercheur principal de l’étude au Flatiron Institute

Les chercheurs en ont déduit que le noyau de l’étoile s’était effondré sur lui-même, formant un trou noir. Kishalay De compare cette disparition soudaine à ce que provoquerait l’effacement inattendu de l’étoile Bételgeuse dans notre propre ciel.

Généralement, les étoiles maintiennent un équilibre entre la pression générée par la fusion de l’hydrogène en hélium dans leur noyau et la force gravitationnelle qui tend à les comprimer. Cependant, lorsque les étoiles massives – celles qui ont une masse au moins dix fois supérieure à celle du Soleil – épuisent leur carburant, cet équilibre est rompu. La gravité l’emporte, et le noyau stellaire s’effondre, formant une étoile à neutrons extrêmement dense. Dans de nombreux cas, ce processus déclenche une explosion de supernova, libérant d’énormes quantités d’énergie et de matière.

Dans le cas de M31-2014-DS1, l’onde de choc nécessaire à l’explosion de supernova n’a pas réussi à se propager. La majeure partie de la matière de l’étoile est retombée vers le centre, contribuant à la formation du trou noir.

« Nous savons depuis près de 50 ans que les trous noirs existent », explique Kishalay De. « Mais nous n’en sommes qu’aux premiers stades de la compréhension des étoiles qui se transforment en trous noirs et de la manière dont ce processus se déroule. »

Une découverte clé de cette étude concerne le rôle de la convection, c’est-à-dire les mouvements de gaz à l’intérieur de l’étoile, provoqués par les différences de température. Le noyau stellaire étant extrêmement chaud, tandis que les couches externes sont plus froides, le gaz monte et descend de manière turbulente.

Lorsque le noyau s’effondre, ces mouvements convectifs persistent. Les modèles théoriques suggèrent que cette agitation empêche la matière de tomber directement dans le trou noir. Au lieu de cela, la couche interne forme une orbite autour du trou noir, tandis que la couche externe est lentement expulsée, puis refroidit et se transforme en poussière cosmique.