Des astronomes ont découvert l’étoile S301, l’astre le plus rapide de la Voie lactée, propulsé à 90 millions de kilomètres par heure autour du trou noir supermassif Sagittarius A*. Repérée au Chili grâce au Very Large Telescope, cette découverte pourrait permettre de mesurer directement la rotation du trou noir d’ici une décennie.
Une sprinteuse cosmique sous l’emprise de Sagittarius A*
La Voie lactée abrite en son cœur un monstre gravitationnel dont les secrets commencent à se dévoiler. Des astrophysiciens ont détecté l’étoile la plus rapide jamais observée à ce jour, un astre flamboyant qui file à environ 90 millions de kilomètres par heure, soit plus de 8% de la vitesse de la lumière, autour du trou noir supermassif situé au cœur de notre galaxie. Baptisée S301, cette étoile est une étoile de la séquence principale peu lumineuse.
L’observation a été menée avec l’interféromètre du Very Large Telescope de l’Observatoire européen austral, situé au Chili. Décrite dans la revue Nature, S301 suit une orbite extrêmement resserrée et très elliptique. Elle ne met que 8,7 ans pour effectuer une révolution complète autour de Sagittarius A*, aussi appelé Sgr A*. Lors de son passage au plus près, la distance qui la sépare du trou noir descend à seulement 11,5 ou 12 unités astronomiques, ce qui équivaut à un peu plus que la distance séparant Saturne du Soleil.
Le destin chaotique d’un ancien système binaire
L’existence même de S301 intrigue la communauté scientifique. Selon les analyses des chercheurs, cette étoile faisait à l’origine partie d’un système binaire composé de deux astres liés par leur propre gravité. En s’aventurant trop près du centre galactique, ce duo a subi une violente interaction gravitationnelle à trois corps qui a brisé leur équilibre.
Stefan Gillessen, de l’Institut Max Planck de physique extraterrestre, a expliqué qu’une étoile est éjectée du centre de la Voie lactée à très grande vitesse, au point de pouvoir quitter la galaxie, tandis que l’autre reste piégée pour toujours sur une orbite proche du trou noir.
Malgré l’immense attraction de ce trou noir et qui se trouve loin de la Terre, S301 ne risque pas d’être détruite de sitôt. Son orbite ne se dégradera pas de sitôt. Son orientation changera au fil du temps, mais l’astre restera hors d’atteinte d’une absorption fatale.
Mesurer enfin la rotation du trou noir et tester la théorie d’Einstein
Jusqu’à présent, déterminer la rotation des trous noirs représentait un défi colossal. Ces objets n’émettant ni ne réfléchissant la lumière, ils demeurent invisibles en eux-mêmes, obligeant les scientifiques à scruter les perturbations qu’ils infligent à l’espace environnant. S301 offre pour la première fois une lucarne d’observation directe idéale.
Lors de ses passages au péricentre, où sa vitesse maximale atteint 25 000 km/s, l’étoile subit l’influence directe de l’espace-temps déformé par la rotation de Sgr A*. D’ici une dizaine d’années, en observant la variation de son orbite à chaque passage, les chercheurs espèrent pouvoir calculer précisément cette rotation et tester par la même occasion la théorie de la relativité générale d’Einstein.
Le groupe de chercheurs a indiqué dans Nature qu’en utilisant des hypothèses raisonnables, il estime qu’il existe une probabilité raisonnable, d’ici une décennie, de mesurer directement la rotation de Sgr A* depuis l’orbite de l’étoile.
Les astronomes prévoient que S301 atteindra son prochain point de rapprochement maximal avec le trou noir supermassif d’ici 2031. Le suivi minutieux de cette sprinteuse céleste au cours des prochaines années promet de transformer notre compréhension des dynamiques galactiques extrêmes.