« Danse » d’une étoile autour d’un trou noir supermassif

Son orbite présente l’aspect d’une rosace et non d’une ellipse comme le prédit la théorie de la gravitation de Newton. Ce résultat tant attendu a été permis par le gain constant en précision des mesures effectuées ces 30 dernières années. Il offre aux astronomes la possibilité de percer le mystère du trou noir tapi au centre de notre galaxie. Les résultats de cette observation sont publiés le 16 avril 2020 dans Astronomy & Astrophysics.

Situés à 26 000 années lumière du Soleil, Sagittarius A* et l’amas stellaire dense qui l’entoure offrent un laboratoire unique de test des lois de la physique dans des conditions de gravité extrêmes et inexplorées. L’une de ces étoiles, baptisée S2, s’approche du trou noir supermassif à une distance inférieure à quelque 20 milliards de kilomètres – ce qui représente 120 fois la distance Terre-Soleil. Elle est à ce jour l’une des étoiles dont l’orbite la rapproche le plus de ce type de monstre céleste. A distance minimale du trou noir, S2 se déplace à une vitesse avoisinant 3% de la vitesse de la lumière, complétant son orbite en 16 ans seulement.

Le Laboratoire d’études spatiales et d’instrumentation en astrophysique (Lesia, Observatoire de Paris - PSL/CNRS/Sorbonne Université/Université de Paris) et l’Institut de planétologie et d’astrophysique de Grenoble (Ipag, CNRS/Université Grenoble Alpes) ont apporté l’expertise en interférométrie astronomique et réalisé des parties majeures de l’instrument Gravity du VLT, comme le système fibré (en liaison avec l’industriel français Le Verre Fluoré) et l’optique intégrée (en liaison avec le LETI du CEA) du recombinateur interférométrique, le logiciel de réduction des données ou encore le code de tracé de rayon relativiste Gyoto qui a permis de comparer l’orbite aux prédictions de la théorie de la relativité générale.

Bibliographie :

Detection of the Schwarzschild precession in the orbit of the star S2 near the Galactic centre massive black hole. Gravity collaboration. Le 16 avril 2020, Astronomy & Astrophysics.

Dernière modification le 18 juillet 2022