Il y a un nouveau démon de la vitesse dans la galaxie.
Les astronomes ont repéré une étoile qui atteint une vitesse maximale de 25 000 kilomètres par seconde, soit environ 8 % de la vitesse de la lumière. Mais le véritable super pouvoir de l'étoile est son emplacement, rapportent des chercheurs le 19 août dans Nature. C'est l'étoile connue la plus proche du trou noir supermassif de la Voie lactée, Sagittarius A*, et elle pourrait aider les scientifiques à mesurer la caractéristique la plus insaisissable du trou noir : la rotation.
« L'étoile que nous avons découverte a un très grand potentiel et nous sommes vraiment enthousiasmés par elle », déclare l'astronome Stefan Gillessen de l'Institut Max Planck de physique extraterrestre à Garching, en Allemagne. Mesurer ce spin pourrait aider les scientifiques à mieux comprendre la physique des trous noirs.
La nouvelle étoile, baptisée S301, a été découverte par la collaboration GRAVITY+, qui utilise l'interféromètre du très grand télescope de l'Observatoire européen austral pour voir des objets 4 milliards de fois plus faibles que ce que vous pouvez voir avec vos yeux. L'étoile est environ 50 % plus grande que le soleil et a été observée pour la première fois sur des images prises en 2023. Pour cartographier l'orbite de 8,7 ans de l'étoile, les astronomes ont combiné deux années d'observations ultérieures avec des données historiques remontant à 2017.
S301 se trouve sur une orbite extrêmement allongée qui l'amène à seulement 1,7 milliard de kilomètres de Sagittarius A*, soit un peu plus loin que la distance entre Saturne et le soleil. À cette distance, à mesure que le trou noir tourne, il devrait subtilement modifier l’orbite de l’étoile au fil du temps. En suivant l'orbite de l'étoile au fil des années, les scientifiques disposeront éventuellement de suffisamment de données pour calculer la rotation du trou noir, explique Gillessen.
Les orbites des étoiles ont déjà aidé les scientifiques à calculer la masse du Sagittaire A*, qui est environ 4 millions de fois celle du soleil, mais pour mesurer la rotation, il faut une étoile beaucoup plus proche. Les chercheurs se sont intéressés aux rotations des trous noirs car elles peuvent aider les astronomes à comprendre comment l’objet s’est développé.
Une rotation rapide suggère que le trou noir a consommé de la matière de manière régulière, explique l'astrophysicienne Laura Brenneman du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics à Cambridge, Massachusetts, qui n'a pas participé à l'étude. Une rotation plus lente indique que le trou noir est alimenté par un buffet plus chaotique. On pense également que la rotation influence les jets et les vents d’un trou noir, ce qui en fait une pièce de puzzle utile pour comprendre les effets d’un trou noir sur la galaxie environnante.
La rotation d'un trou noir peut également être mesurée indirectement en étudiant les rayons X émis par les gaz à proximité de certains trous noirs et les ondes gravitationnelles créées lors de la collision de deux trous noirs. Mais ces méthodes nécessitent une modélisation et des hypothèses qui laissent débat sur la question de savoir si la théorie est correcte.
« Il s'agit toujours, à mon avis, de bonnes mesures, mais elles sont indirectes », déclare l'astronome Christopher Reynolds de l'Université du Maryland à College Park, qui n'a pas participé à l'étude. « Ce [star] nous donne la possibilité de faire une mesure beaucoup plus directe.
Une mesure précise de la rotation du trou noir de la Voie lactée intégrerait également Einstein dans l'équation. La rotation d'un trou noir est prédite par la relativité générale, donc un manque de rotation ou un spin dépassant la limite maximale fixée par la théorie pourrait poser un défi, dit Reynolds, bien que les scientifiques ne s'attendent pas à ce que ce soit le cas.