Une quasi-étoile ou étoile trou noir est une étoile hypothétique très massive qui aurait pu exister très tôt dans l'Univers. Bien que la taille et la masse des quasi-étoiles diffèrent selon les modèles, il est généralement admis que celles-ci seraient beaucoup plus élevées que celles des étoiles « ordinaires ». Contrairement aux étoiles classiques, où l'équilibre hydrostatique est maintenu par fusion nucléaire à l'intérieur du noyau, ce serait plutôt l'énergie libérée par le disque d'accrétion d'un trou noir en leur centre qui occuperait cette fonction pour les quasi-étoiles.

Les quasi-étoiles pourraient expliquer la présence de trous noirs supermassifs et de quasars possédant un décalage vers le rouge supérieur à 6., ainsi que de nombreuses sources de rayons gamma extragalactiques......

Caractéristiques physiques

La taille et la masse d'une quasi-étoile ne sont pas connues avec précision. En effet, ces données dépendent du modèle théorique utilisé. Les auteurs postulent généralement une valeur tournant autour de de diamètre. pour une masse de (). à l'apogée de la vie de la quasi-étoile.

Les quasi-étoiles pourraient présenter des jets à leurs pôles. Ces jets émettraient en majorité des rayons gamma, grâce à la diffusion Compton inverse, ainsi que des ondes électromagnétiques de basse énergie, allant du domaine du visible à celui des infrarouges, grâce au rayonnement synchrotron. Le ratio du flux de rayons gamma au flux de rayons infrarouges serait d'environ 60.

Évolution stellaire Formation La formation d'une quasi-étoile nécessiterait la présence d'un halo de matière noire, afin de permettre la formation d'un nuage de gaz possédant une température du viriel. supérieure à (K). Le nuage devrait également être pauvre en H2.., bien que l'importance de ce critère soit encore incertaine. L' de ce nuage ainsi que les précédentes caractéristiques rendent le nuage propice aux instabilités dynamiques globales.., qui concentrerait alors la matière au centre du halo de matière noire tout en réduisant son moment cinétique.

La quasi-étoile est donc constituée d'un noyau supporté par la pression du gaz et d'une enveloppe supportée par la pression de radiation. Le haut taux de chute du gaz empêcherait la fusion nucléaire, et donc la formation d'une étoile classique.

Dissolution Lorsque le noyau atteint une température de , il se mettrait à émettre des neutrinos par le processus Urca, ce qui engendre un refroidissement. Lorsque la température chute à , la pression de radiation devient insuffisante pour contrecarrer la pression exercée sur le noyau par le gaz de l'enveloppe, ce qui mène à l'effondrement du noyau et à la naissance d'un trou noir de 10 à au centre de la quasi-étoile.

Un disque d'accrétion se forme à l'intérieur de la quasi-étoile, autour du trou noir. L'énergie libérée par ce disque devient ainsi la force s'opposant à la pression exercée par le gaz de l'enveloppe. L'énergie libérée est alors équivalente à l'énergie de liaison gravitationnelle, ce qui cause une expansion du rayon de l'enveloppe par un facteur supérieur à 100. Durant cette phase, le trou noir central grossit rapidement en raison de l'apport en masse de l'enveloppe. Après quelques millions d'années, à la fin de la vie de la quasi-étoile, le trou noir central possèderait une masse située entre 10 et , pour une époque z située entre 10 et 20. Ces trous noirs auraient alors amplement le temps de grossir jusqu'à avant l'époque correspondant à . Certains scénarios nécessiteraient même que ce processus de formation de trou noir ne se produise que jusqu'à pour aboutir à la densité de trous noirs supermassifs observés aujourd'hui.

Observations Les quasi-étoiles présentent une température minimale de photosphère qui correspond à un rayonnement en majorité près du domaine infrarouge. Ainsi, une quasi-étoile ayant un décalage vers le rouge de 10 aurait un pic d'émissivité à environ . Le télescope spatial James Webb (JWST) a détecté depuis 2022 des centaines de « petits points rouges », des objets compacts émettant une lumière rouge et infrarouge au spectre particulier, dont l'interprétation dominante en 2025 est que ce sont des quasi-étoiles....

Notes et références

Voir aussi

Bibliographie

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Articles connexes Objet de Thorne-Żytkow MoM-BH*-1 Abell 2744-QSO1

Liens externes « Étoile trou noir : rencontre avec un nouvel astre », La Science, CQFD, France Culture, 15 septembre 2026.

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