Qu'est-ce qu'un Étoile à bosons ?
Une étoile à bosons est un amas de champ quantique auto-gravitant : pas de fusion, pas de surface, pas d'horizon, et pas de matière au sens ordinaire. Elle est soutenue par le principe d'incertitude plutôt que par une pression, et si la matière noire s'avère être un boson léger, des objets de ce genre pourraient siéger dans les galaxies en ce moment même sans rien faire de détectable, sinon courber la lumière.
Tout le reste de cette section est fait de fermions — des particules qui refusent de partager un état quantique, ce qui est précisément ce qui soutient une naine blanche et une étoile à neutrons contre la gravité. Les bosons n'ont pas cette règle : ils peuvent être un nombre quelconque à occuper le même état. Un nuage de bosons peut néanmoins résister à l'effondrement, car confiner une onde dans une petite région augmente sa quantité de mouvement, et cette pression quantique peut équilibrer la gravité. Le résultat est un objet cohérent : non pas un essaim de particules, mais une unique onde immense, oscillant sur place.
Ce qui lui vaut une page, c'est qu'elle est le contre-exemple le plus net que l'on connaisse à un trou noir. Assez compacte pour courber la lumière de façon spectaculaire, assez massive pour être confondue avec un trou de même masse sur les seules mesures orbitales, et pourtant fondamentalement différente là où cela compte : la lumière qui entre ressort. Les astronomes appellent de tels objets des imitateurs de trous noirs, et les distinguer est l'un des objectifs scientifiques directs de l'Event Horizon Telescope.
L'intégrateur montre exactement pourquoi. Dans tous les trous noirs présentés ici, la masse enfermée est constante : l'attraction s'emballe donc à mesure qu'un rayon s'approche, et tout ce qui franchit l'horizon est perdu. La loi d'accélération de ce fichier multiplie au contraire cette même courbure par la fraction de la masse de l'étoile réellement située à l'intérieur du rayon considéré, fraction qui tombe à zéro au centre. Les rayons traversent le milieu et ressortent de l'autre côté. Il n'y a donc pas de disque noir — à la place, tout le ciel situé derrière l'étoile est comprimé en un nœud brillant en son centre, cerclé par la lumière passée plus au large. Orbitez autour, et l'anneau reste immobile tandis que les étoiles qui le traversent, elles, bougent.