Une équipe internationale d’astronomes vient de détecter l’étoile la plus rapide jamais observée dans notre galaxie. Baptisée S301, elle file à plus de 25 000 km/s au plus près du trou noir supermassif situé au centre de la Voie lactée — et sa découverte pourrait permettre, pour la première fois, de mesurer directement la rotation de ce trou noir géant.
Une étoile qui frôle le trou noir de la Voie lactée
S301 orbite autour de Sagittarius A*, le trou noir supermassif de 4 millions de masses solaires niché au cœur de notre galaxie. Elle boucle une orbite complète en seulement 8,7 années, en s’approchant à environ 1,78 milliard de kilomètres du trou noir — soit à peine 20 % de plus que la distance qui sépare le Soleil de Saturne. Aucune étoile connue ne s’était approchée d’aussi près d’un trou noir supermassif tout en restant observable.
La découverte a été réalisée grâce à l’instrument GRAVITY+, installé sur le Very Large Telescope Interferometer (VLTI) de l’Observatoire européen austral (ESO), au Chili. Les résultats, obtenus par la collaboration GRAVITY+, ont été publiés dans la revue Nature.
25 000 km/s : la vitesse qui bat tous les records
Au plus près du trou noir, S301 atteint une vitesse d’environ 25 000 kilomètres par seconde, soit près de 8 % de la vitesse de la lumière. À titre de comparaison, c’est environ 100 000 fois plus rapide qu’un avion de ligne. Ce record dépasse toutes les étoiles précédemment recensées à proximité du centre galactique.
Pourquoi cette découverte intéresse tant les physiciens
Selon la relativité générale d’Einstein, un trou noir en rotation « entraîne » l’espace-temps qui l’entoure, un phénomène appelé effet Lense-Thirring ou effet d’entraînement des référentiels. Ce phénomène fait lentement pivoter le plan de l’orbite d’un objet proche, à une vitesse qui dépend directement du spin (la rotation) du trou noir.
Parce que S301 passe si près de Sagittarius A*, cette précession devrait devenir mesurable au fil des prochaines années d’observation. En suivant au moins deux orbites complètes de l’étoile, les chercheurs espèrent pouvoir déterminer pour la première fois le spin d’un trou noir supermassif — une donnée qu’aucune méthode n’avait permis de mesurer directement jusqu’ici. Ce serait un test inédit, à l’échelle d’un trou noir géant, des équations d’Einstein.
Une confirmation qui prendra encore plusieurs années
La collaboration GRAVITY+ prévoit de poursuivre les observations de S301 pendant environ une décennie afin d’accumuler suffisamment de données. Ce n’est qu’à l’issue de ce suivi que le spin de Sagittarius A* pourra être calculé avec précision. En attendant, cette découverte relance l’intérêt pour l’exploration du centre de notre galaxie, un domaine où chaque nouvelle observation vient tester un peu plus la physique fondamentale.
- Étoile : S301
- Vitesse maximale : ~25 000 km/s (~8 % de la vitesse de la lumière)
- Trou noir : Sagittarius A*, 4 millions de masses solaires
- Période orbitale : 8,7 ans
- Instrument : GRAVITY+ sur le VLTI (ESO, Chili)
- Publication : revue Nature
Cette avancée illustre aussi les progrès constants des instruments d’observation utilisés en science et technologie, dont les capacités de mesure gagnent en précision chaque année, y compris dans des domaines connexes du numérique appliqués au traitement des données astronomiques.
Questions fréquentes
Qu’est-ce que le spin d’un trou noir ?
Le spin désigne la vitesse de rotation d’un trou noir sur lui-même. Il influence la façon dont l’espace-temps environnant est « entraîné » par cette rotation, un effet prédit par la relativité générale mais encore jamais mesuré directement pour Sagittarius A*.
S301 est-elle en danger d’être engloutie par le trou noir ?
Non : bien qu’elle passe très près de Sagittarius A*, S301 reste sur une orbite stable de 8,7 ans. Sa trajectoire est précisément celle qui permet aux chercheurs de l’observer année après année sans qu’elle soit désintégrée par les forces de marée du trou noir.
Quand connaîtra-t-on le spin exact du trou noir de la Voie lactée ?
La collaboration GRAVITY+ estime avoir besoin d’observer au moins deux orbites complètes de S301, soit environ une vingtaine d’années au total d’observations cumulées, pour obtenir une mesure suffisamment précise.
Sources
ESO — Milky Way’s fastest star orbits our supermassive black hole so closely it feels its spin
Nature — Discovery of a star sensitive to the spin of Sagittarius A*
Space.com — Scientists just found the fastest known star in the Milky Way
Cet article a été rédigé avec l’aide d’une intelligence artificielle. Politique éditoriale
