Des astronomes ont réalisé une découverte majeure au cœur de notre galaxie en identifiant l’étoile la plus rapide connue dans la Voie lactée. Baptisée S301, cette astre discret file à une allure vertigineuse autour de Sagittarius A*, le trou noir supermassif situé au centre galactique.
Au plus fort de sa course, l’étoile atteint des vitesses frôlant les 25 000 kilomètres par seconde, soit plus de 8 % de la vitesse de la lumière. Cette véocité la rend environ 100 000 fois plus rapide qu’un avion de ligne commercial.
Une orbite cosmique inédite
Ce qui rend S301 unique, c’est son orbite à la fois extrêmement resserrée et allongée. L’étoile boucle une révolution complète autour de Sagittarius A* en seulement 8,7 ans, s’approchant du trou noir géant à une distance comparable à celle séparant Saturne du Soleil.
« Ce qui est spécial avec cette étoile, c’est qu’elle orbite autour de Sagittarius A* sur une orbite très serrée, ne prenant que 8,7 ans pour la compléter, et s’approche du trou noir à seulement 12 fois la distance de la Terre au soleil. C’est sans précédent », a déclaré Felix Mang, doctorant à l’Institut Max-Planck de physique extraterrestre en Allemagne.
Un test décisif pour la théorie d’Einstein
Cette trouvaille extraordinaire offre aux scientifiques un nouveau moyen d’analyser ce trou noir d’environ 4,3 millions de masses solaires. Selon la théorie de la relativité générale d’Einstein, un trou noir en rotation entraîne l’espace-temps dans son sillage, un phénomène physique connu sous le nom d’effet Lense-Thirring.
Étant donné que S301 s’aventure si près de Sagittarius A*, ces distorsions de l’espace-temps devraient modifier progressivement son orbite, des changements qui pourraient devenir mesurables d’ici une décennie.
« Pour la première fois, nous serions réellement capables de mesurer très directement la rotation d’un trou noir massif, ce qui constituerait un test clé de la théorie d’Einstein », a souligné le co-auteur de l’étude, le Dr. Stefan Gillessen, également affilié à l’Institut Max-Planck.
Origines et perspectives d’observation
Les chercheurs ont repéré S301 en 2023 à l’aide de l’instrument GRAVITY installé sur l’interféromètre du Très Grand Télescope de l’Observatoire européen austral au Chili, avant de retracer son parcours via des observations menées en 2021 et 2017.
La nature hautement excentrique de son orbite suggère que S301 appartenait autrefois à un système binaire qui s’est aventuré trop près de Sagittarius A*. Le trou noir aurait pu capturer S301 tout en éjectant son étoile compagne à une vitesse phénoménale.
Les astronomes prévoient de continuer à suivre S301 grâce aux instruments GRAVITY+ et, à terme, au Très Grand Télescope Extrême de l’ESO. Son prochain passage rapproché étant prévu pour 2031, des observations sur deux orbites complètes pourraient enfin révéler la vitesse de rotation de Sagittarius A*.
