Une étoile baptisée S301 a été repérée en orbite extrêmement proche de Sagittarius A*, le trou noir supermassif situé au centre de la Voie lactée. Selon les astronomes à l’origine de la découverte, publiés dans Nature, cette étoile atteint une vitesse d’environ 25 000 kilomètres par seconde sur son orbite, ce qui en ferait l’objet le plus rapide connu de notre galaxie.
Des mesures obtenues avec le VLTI et l’instrument GRAVITY
Les données proviennent de l’interféromètre du Very Large Telescope (VLTI) de l’Observatoire européen austral (ESO), et plus particulièrement de l’instrument GRAVITY. La série d’images publiées montre plusieurs étoiles évoluant autour de Sagittarius A* ; S301 se distingue par une trajectoire très proche du trou noir, matérialisée par une courbe elliptique dans les représentations fournies.
« Des décennies d’observation minutieuse des étoiles en orbite autour du trou noir central de notre galaxie, Sagittarius A*, ont conduit à cette découverte majeure d’une étoile très prometteuse »,
déclare Reinhard Genzel, directeur de l’Institut Max Planck de physique extraterrestre (MPE) à Garching et cofondateur de la collaboration responsable des nouvelles observations. Genzel, lauréat du prix Nobel de physique en 2020 pour ses travaux sur le trou noir central, souligne que la proximité de S301 à Sagittarius A* offre une opportunité unique pour sonder l’espace-temps dans un environnement extrême.
Pourquoi S301 est importante pour la physique
Les auteurs de l’étude estiment que l’étude continue de S301 devrait, dans la décennie à venir, permettre de déterminer directement la rotation (le spin) du trou noir central. Connaître ce paramètre est essentiel : il conditionne la géométrie de l’espace-temps autour du trou noir et influe sur la dynamique des objets qui l’entourent. Les observations proches du péricentre — le point d’orbite le plus proche du trou noir — constituent des tests puissants de la théorie de la relativité générale d’Einstein dans un régime de gravité forte.
- Instrument : VLTI (interféromètre) avec GRAVITY (ESO)
- Étoile : S301
- Vitesse enregistrée : ~25 000 km/s
- Publication : article dans Nature
La détection de S301 repose sur des observations de haute précision et sur des campagnes d’astrométrie menées pendant des années. L’étoile est très faible : elle apparaît environ deux milliards de fois moins brillante que Bételgeuse, rappelant la difficulté des mesures dans une région du ciel encombrée et fortement affectée par la poussière interstellaire.
| Paramètre | Valeur |
|---|---|
| Nom de l’objet | S301 |
| Vitesse orbitale | ~25 000 km/s |
| Comparaison de brillance | 2 milliards de fois moins brillante que Bételgeuse |
| Instrument | VLTI / GRAVITY (ESO) |
Conséquences et perspectives
À court terme, S301 permettra d’affiner les paramètres orbitaux des étoiles proches de Sagittarius A* et d’améliorer les contraintes sur la masse et la distribution de matière autour du trou noir. À plus long terme, si l’on parvient à suivre précisément l’orbite sur plusieurs périodes, ces données devraient autoriser des mesures du spin du trou noir et des tests expérimentaux de la relativité générale là où ses prédictions diffèrent le plus de la gravité newtonienne.
Enfin, la découverte illustre la puissance croissante de l’astrométrie interférométrique pour sonder des environnements extrêmes et montre l’intérêt d’observatoires européens coopérant sur le long terme pour répondre à des questions fondamentales en astrophysique.
