Une équipe d’astronomes annonce la découverte de S301, l’étoile connue la plus rapide de la Voie lactée, qui atteint environ 25 000 km/s au péricentre de son orbite autour du trou noir supermassif central, Sagittarius A*.
Une observation longue qui change la donne
Repérée pour la première fois au printemps 2023, S301 a été suivie avec un télescope de très grande performance installé au Chili afin de reconstituer sa trajectoire. Les chercheurs, dont Reinhard Genzel de l’Institut Max Planck de physique extraterrestre (MPE), estiment que l’étoile, en approchant de son point le plus proche du trou noir, atteint une vitesse équivalente à 8 % de la vitesse de la lumière. Ce déplacement en fait l’objet le plus rapide répertorié à ce jour dans notre galaxie.
« Comme elle est très proche de Sagittarius A*, S301 ouvre une nouvelle fenêtre sur les propriétés fondamentales de l’espace-temps. »
Cette phrase de Reinhard Genzel, citée dans le communiqué des chercheurs, résume l’enjeu : suivre S301 sur plusieurs orbites permettra de mesurer des effets relativistes plus marqués que ceux accessibles jusqu’ici avec d’autres étoiles du groupe S. Les auteurs de la publication estiment qu’observer au moins deux cycles orbitales fournira la précision nécessaire pour contraindre la trajectoire et, à terme, la rotation du trou noir.
Perspectives temporelles et scientifiques
S301 effectuera son prochain passage au plus près du trou noir en 2031. Les scientifiques espèrent qu’en une à deux décennies d’observations supplémentaires, ils disposeront d’un jeu de données suffisant pour :
- déterminer directement le spin (la rotation) de Sagittarius A* ;
- tester des prédictions de la théorie de la relativité générale dans un champ gravitationnel extrêmement fort ;
- affiner la connaissance des paramètres orbitaux des étoiles proches du centre galactique.
La découverte s’appuie sur des décennies d’observations consacrées aux étoiles dites du groupe S qui encerclent le trou noir central. S301 se distingue par son périastre particulièrement serré et la vitesse atteinte lors de ce passage, qui est aussi reportée comme étant l’équivalent d’environ 100 000 fois la vitesse d’un avion de ligne — une comparaison illustrative mais limitée.
Quelques chiffres pour situer S301
| Donnée | Valeur |
|---|---|
| Vitesse au péricentre | 25 000 km/s |
| Fraction de la vitesse de la lumière | ~8 % c |
| Prochain passage au plus près | 2031 |
La publication complète paraît dans la revue Nature, accompagnée des données d’orbite reconstituées grâce au suivi au sol. Les auteurs insistent sur le fait que S301 pourrait permettre de « gagner plusieurs décennies » en termes de capacités de mesure des effets gravitomagnétiques et relativistes autour d’un trou noir, en comparaison avec des approches antérieures.
Si les observations à venir confirment ces espoirs, S301 deviendrait un instrument essentiel pour tester directement des aspects de la relativité générale et pour contraindre des paramètres fondamentaux de Sagittarius A*, notamment sa rotation, dont la mesure reste à ce jour indirecte et incertaine.
La communauté astronomique suivra attentivement les prochains périples de S301. Le travail combinera observations continues et analyses théoriques afin de distinguer clairement les signaux relatifs à la métrique de l’espace-temps de ceux liés aux incertitudes instrumentales et aux influences environnementales autour du trou noir.
