100 000 fois plus rapide qu'un avion de ligne : l'étoile la plus rapide de la Voie lactée

Des astronomes ont découvert ce qui est considéré comme l'étoile la plus rapide jamais observée dans la Voie lactée — elle se déplace à une vitesse presque impossible à imaginer : environ 25 000 kilomètres par seconde. L'étoile, baptisée S301, orbite autour du trou noir supermassif au centre de notre galaxie, Sagittarius A*, sur une orbite extrêmement serrée et rapide. Les résultats de la découverte ont été publiés dans la revue Nature, et les chercheurs espèrent que cette nouvelle étoile deviendra dans les années à venir un outil particulièrement important pour l'étude du trou noir et pour tester certaines des prédictions de la théorie de la relativité d'Einstein.

Selon Reinhard Genzel, directeur de l'Institut Max Planck de physique extraterrestre et lauréat du prix Nobel de physique 2020, ce sont de longues années de suivi précis des étoiles orbitant autour de Sagittarius A* qui ont permis cette découverte. Selon lui, la proximité extrême de S301 avec le trou noir « ouvre une nouvelle fenêtre » pour l'étude des caractéristiques fondamentales de l'espace et du temps dans une région où la gravité est immense.

L'une des choses qui rend S301 exceptionnelle est son orbite. L'étoile effectue une orbite complète autour du trou noir en seulement 8,7 ans — un temps très court en termes astronomiques. Au point le plus proche de son orbite, elle atteint une distance égale à environ 12 fois la distance entre la Terre et le Soleil. C'est précisément là qu'elle accélère jusqu'à sa vitesse maximale : environ 25 000 kilomètres par seconde.

« À titre de comparaison, il s'agit d'une vitesse environ 100 000 fois supérieure à celle d'un avion de ligne, et d'environ 8 % de la vitesse de la lumière. Ce faisant, elle dépasse toutes les autres étoiles connues aujourd'hui dans la galaxie en termes de vitesse. »

L'étoile a été découverte à l'aide du réseau du Very Large Telescope (VLT) de l'Observatoire européen austral au Chili, et à l'aide de l'instrument GRAVITY+, qui permet aux scientifiques d'effectuer des mesures extrêmement précises des objets situés au voisinage du centre galactique.

Pour les chercheurs, la vitesse impressionnante n'est qu'une partie de l'histoire. En raison de l'orbite extrême de S301 et de sa proximité avec le trou noir, elle pourrait permettre aux scientifiques de mesurer plus directement la vitesse de rotation de Sagittarius A*. L'espoir est que d'ici une dizaine d'années, il sera possible d'utiliser les observations de cette étoile pour tester dans quelle mesure le comportement de l'espace et du temps au voisinage du trou noir correspond aux prédictions d'Einstein. En d'autres termes, l'étoile la plus rapide de la Voie lactée pourrait également devenir l'un des laboratoires naturels les plus intrigants de l'astronomie moderne.