Le mouvement d’une étoile autour du trou noir de notre Voie lactée prouve une fois de plus qu’Einstein a raison
Le mouvement d’une étoile en orbite autour de Sagittarius A*, le trou noir supermassif au cœur de notre galaxie, la Voie lactée, correspond précisément à celui prédit par la relativité générale d’Albert Einstein, selon une nouvelle étude.
Le Very Large Telescope de l’European Southern Observatory (ESO) a révélé la première observation d’une étoile en orbite autour d’un trou noir supermassif d’une manière assez unique au centre de la Voie lactée. Cette percée, en cours depuis près de 30 ans, avait été prédite par la théorie de la relativité générale.
Image d’entête : représentation artistique de l’orbite de l’étoile S2 autour de notre trou noir supermassif. (ESO/ L Calçada)
Une équipe de chercheurs a décrit l’orbite de l’étoile comme ayant une forme de rosette, contrairement à la forme d’ellipse prédite par la théorie de la gravité d’Isaac Newton.
Situé à 26 000 années-lumière du soleil, notre trou noir, Sagittarius A* et son dense amas d’étoiles environnant, est décrit par l’ESO comme étant un « laboratoire unique pour tester la physique » dans un système à la gravité extrême et encore inexploré.
L’une de ces étoiles, appelée S2, glisse vers le trou noir supermassif et s’en rapproche au plus près à moins de 20 milliards de km. Cela équivaut à 120 fois la distance entre la Terre et le Soleil, ce qui en fait l’une des étoiles les plus proches jamais trouvées en orbite autour du trou noir.
Lorsque S2 se trouve à son approche la plus proche du trou noir, elle se précipite dans l’espace à 3 % de la vitesse de la lumière, complétant une orbite une fois tous les 16 ans. Grâce à ces derniers chiffres, les astronomes peuvent prédire que Sagittarius A* devrait avoir une masse 4 million de fois supérieure à celle de notre soleil.
L’orbite de S2 en fait une importante aberration, car les étoiles et les planètes se rapprochent et s’éloignent généralement de l’objet autour duquel elles tournent. Cependant, l’orbite de S2 “précesse”, ce qui signifie que l’emplacement de son point le plus proche du trou noir supermassif change à chaque tour, ce qui donne la forme d’une rosette.
Cet effet, connu sous le nom de précession Schwarzschild, n’avait jamais été mesuré auparavant pour une étoile autour d’un trou noir supermassif.
En 27 ans d’observation de l’étoile S2, les instruments de l’ESO ont effectué plus de 330 mesures. Aujourd’hui, avec le futur Télescope géant européen, l’équipe pense qu’il sera possible de voir des étoiles encore plus pâles en orbite autour du trou noir supermassif.
Selon Guy Perrin de l’Observatoire de Paris et Karine Perraut de l’Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble en France :
Parce que les mesures de S2 respectent si bien la relativité générale, nous pouvons fixer des limites strictes à la quantité de matière invisible, comme la matière noire répartie ou les éventuels petits trous noirs, présente autour de Sagittarius A*.
C’est d’un grand intérêt pour comprendre la formation et l’évolution des trous noirs supermassifs.
Et selon Andreas Eckart de l’université de Cologne (Allemagne), l’un des principaux scientifiques du projet :
Si nous avons de la chance, nous pourrions capturer des étoiles suffisamment proches pour qu’elles ressentent réellement la rotation, le tournoiement, du trou noir. Ce serait à nouveau un niveau de test de la relativité complètement différent.
L’étude publiée dans Astronomy & Astrophysics : Detection of the Schwarzschild precession in the orbit of the star S2 near the Galactic centre massive black hole et présentée sur le site de l’ESO : ESO Telescope Sees Star Dance Around Supermassive Black Hole, Proves Einstein Right.