« Une découverte d’une importance capitale » : S301, cette étoile la plus rapide de la Voie lactée jamais observée

• Des scientifiques ont détecté l’étoile la plus rapide connue de la Voie lactée.
• Celle-ci, nommée S301, est une sprinteuse cosmique gravitant autour du trou noir supermassif au centre de la galaxie, Sagittarius A*.
• Elle pourrait permettre, pour la première fois, de mesurer la rotation de ce monstre céleste.

Aucune autre étoile, ni dans notre galaxie ni ailleurs, n’a été mesurée à une telle vitesse. Des scientifiques ont détecté l’étoile la plus rapide jamais observée dans la Voie lactée, baptisée S301. C’est également l’étoile connue la plus proche du trou noir central de notre galaxie, Sagittarius A*, ou Sgr A*, à une distance comparable à celle qui sépare Saturne du Soleil.

S301 est environ 50% plus massive que le Soleil et cinq fois plus lumineuse. Elle atteint une vitesse d’environ 90 millions de km/h, soit 100.000 fois plus vite qu’un avion de ligne, autour de Sagittarius A*, ou Sgr A*.

Un trou noir est un objet extrêmement dense dont la gravité est si forte que même la lumière ne peut s’en échapper. Malgré son immense attraction gravitationnelle, les chercheurs estiment que S301 ne risque pas d’être engloutie par ce trou noir. « Son orbite ne se dégradera pas de sitôt. Son orientation changera donc, mais elle ne risque pas d’être avalée », déclare auprès de Reuters l’astrophysicien Stefan Gillessen, de l’Institut Max Planck de physique extraterrestre de Garching en Allemagne, co-auteur de l’étude publiée ce mercredi 19 août dans la revue scientifique Nature.

Une proximité « jamais vue » avec le trou noir

« Ce qui rend cette étoile si particulière, c’est qu’elle orbite autour de Sagittarius A* sur une orbite extrêmement serrée, qu’elle parcourt en seulement 8,7 ans, et qu’elle s’approche du trou noir à une distance à peine 12 fois supérieure à la distance Terre-Soleil. C’est du jamais-vu », affirme pour sa part à The Guardian (nouvelle fenêtre) le doctorant Felix Mang, également de l’Institut Max Planck de physique extraterrestre, et co-auteur de l’étude.

« Il s’agit d’une découverte d’une importance capitale. C’est passionnant car cet objet s’approche incroyablement près de Sagittarius A* et se déplace, à son point culminant, à environ 8% de la vitesse de la lumière, ce qui est extraordinaire », s’enthousiasme également auprès du quotidien britannique le Dr Ziri Younsi, astrophysicien à l’University College London, qui n’a pas participé aux observations.

Mieux comprendre le trou noir

Les chercheurs ont observé S301 avec l’interféromètre du Very Large Telescope (« très grand télescope ») de l’Observatoire européen austral, situé à l’observatoire de Paranal au Chili, qui combine la lumière de quatre télescopes de 8 mètres. L’influence continue que Sgr A* exerce sur l’étoile pourrait pourrait permettre aux scientifiques de mieux comprendre le trou noir et, éventuellement, de mesurer la rotation de ce monstre céleste. 

« À l’heure actuelle, nous en savons très peu sur la rotation de Sgr A* », relève Felix Mang. Les trous noirs sont censés tourner, au point de déformer la structure même de l’espace-temps qui les entoure. Mais il est difficile de confirmer cette rotation, car ils n’émettent ni ne réfléchissent la lumière, ce qui les rend invisibles. « Pour la première fois, nous serions en mesure de mesurer très directement la rotation d’un trou noir massif, ce qui constituerait un test clé de la théorie d’Einstein », indique auprès du Guardian Stefan Gillessen.

Les astronomes supposaient auparavant qu’il faudrait mesurer le mouvement de plusieurs étoiles pendant plusieurs décennies pour estimer la rotation de Sagittarius A*. Les scientifiques ont pu retracer l’orbite de S301 jusqu’en 2017 et, en la suivant lors de son prochain passage au plus près de la Terre en 2031, espèrent obtenir suffisamment de données. « Grâce à cette étoile, nous espérons pouvoir mesurer, d’ici dix ans, la rotation du trou noir », précise Felix Mang.