Au cœur de notre galaxie, une étoile vient d’être repérée en train de battre tous les records : S301, détectée grâce à l’Observatoire européen austral (ESO), fonce autour du trou noir supermassif de la Voie lactée à la vitesse vertigineuse de 25 000 km/s, soit près de 8 % de la vitesse de la lumière. Une découverte qui dépasse la simple prouesse d’observation : elle pourrait offrir, d’ici une dizaine d’années, l’un des tests les plus rigoureux jamais réalisés de la théorie de la relativité générale d’Einstein.
Une étoile filant à 90 millions de km/h
S301 a été repérée pour la première fois au printemps 2023 par l’instrument GRAVITY+, installé sur l’interféromètre du Very Large Telescope (VLTI) de l’ESO. Après plusieurs années de suivi nécessaires pour reconstituer sa trajectoire, les astronomes ont confirmé qu’il s’agit de l’étoile la plus rapide jamais observée dans notre galaxie. Elle orbite autour de Sagittarius A*, le trou noir central de la Voie lactée, dont la masse équivaut à environ quatre millions de fois celle du Soleil.
- Vitesse orbitale : environ 25 000 km/s au plus près du trou noir.
- Période orbitale complète : 8,7 années.
- Distance minimale à Sagittarius A* : 1,78 milliard de km, soit environ 12 fois la distance Terre-Soleil.
Pourquoi cette découverte intéresse tant les physiciens
Ce qui rend S301 exceptionnelle, ce n’est pas seulement sa vitesse : c’est sa proximité inédite avec le trou noir. Selon la relativité générale, un trou noir en rotation entraîne l’espace-temps autour de lui, un phénomène appelé effet Lense-Thirring, qui déforme légèrement l’orbite des objets environnants. Jusqu’ici, aucune étoile connue n’était assez proche de Sagittarius A* pour que cet effet soit mesurable directement. Avec S301, les chercheurs de l’ESO estiment tenir enfin un candidat capable de fournir la toute première mesure directe de la rotation d’un trou noir.
Un test décisif, mais qui prendra du temps
La patience reste de mise : selon l’équipe scientifique, il faudra observer au moins deux orbites complètes de S301 pour obtenir la précision nécessaire. Le prochain passage au plus près du trou noir est attendu pour 2031, et une mesure fiable de la rotation de Sagittarius A* ne devrait pas être disponible avant environ dix ans. Un délai qui n’a rien d’anodin pour la physique fondamentale : une confirmation de l’effet prédit par Einstein renforcerait un peu plus un siècle de théorie, tandis qu’un écart inattendu ouvrirait la voie à une nouvelle physique.
Une moisson d’indices sur la gravité extrême
Cette découverte s’inscrit dans une série d’avancées récentes sur les tests de la relativité par l’observation. Les astronomes ont par exemple récemment exploité une exoplanète repérée grâce à un effet gravitationnel prédit par Einstein dans les archives du télescope TESS, preuve que les vieux jeux de données continuent de livrer des surprises. Du côté de la traque de la matière noire, c’est désormais le télescope spatial Roman qui doit prendre le relais dans les années à venir. Plus largement, ces travaux sur la physique fondamentale rejoignent d’autres pans de la recherche sur le vivant, à l’image d’une récente étude sur les effets de l’exercice physique sur le cerveau, qui rappelle que la science avance aussi bien dans l’infiniment grand que dans l’infiniment proche de nous. Ces sujets trouvent naturellement leur place dans l’actualité tech et sciences et plus largement dans la culture scientifique grand public.
Questions fréquentes
Qu’est-ce que l’étoile S301 ?
S301 est l’étoile la plus rapide jamais détectée dans la Voie lactée. Elle orbite très près de Sagittarius A*, le trou noir supermassif situé au centre de notre galaxie, à une vitesse d’environ 25 000 km/s.
Pourquoi cette étoile permet-elle de tester la relativité générale ?
Sa proximité avec le trou noir la rend sensible à l’effet Lense-Thirring, une déformation de l’espace-temps provoquée par la rotation du trou noir, prédite par Einstein mais jamais mesurée directement jusqu’ici.
Quand aura-t-on les premiers résultats ?
Le prochain passage au plus proche du trou noir est attendu en 2031. Une mesure fiable de la rotation de Sagittarius A* nécessitera l’observation d’au moins deux orbites complètes, soit un horizon d’environ dix ans.
Sources
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