S301, l’étoile connue la plus rapide autour de la Voie lactée

L’étoile peu lumineuse S301 se déplace si vite qu’il est plus facile d’énoncer sa vitesse que de se la représenter : 25 000 km/s, soit plus de 8 % de la vitesse de la lumière. Elle est désormais l’étoile connue la plus rapide de la Voie lactée et file autour de Sagittarius A, le trou noir supermassif situé au centre de la galaxie, sur une orbite qui dure 8,7 ans*.

Son approche la plus proche a eu lieu en 2023, lorsque S301 est passée plus près de Sagittarius A que toute autre étoile identifiée auparavant dans cette région. Elle se trouvait alors à moins de 12 fois la distance entre la Terre et le Soleil*, selon Interesting Engineering. L’orbite est également très allongée, avec une excentricité de 0,9832, ce qui laisse penser que S301 est proche de s’échapper de l’emprise gravitationnelle du trou noir.

Les astronomes ont repéré S301 pour la première fois avec GRAVITY, un instrument de l’Interféromètre du Very Large Telescope de l’Observatoire européen austral, au Chili. GRAVITY combine la lumière de quatre télescopes distincts, ce qui lui confère la résolution d’un télescope unique de 130 mètres de diamètre. L’équipe s’est appuyée sur des observations réalisées en 2023 pour estimer l’orbite, puis l’a retracée à partir de données plus anciennes datant de 2021 et 2017.

L’orbite fournit également un indice sur l’origine de S301. Les chercheurs pensent qu’elle a peut-être autrefois appartenu à un système stellaire binaire qui s’est aventuré trop près de Sagittarius A*. Le trou noir aurait pu capturer S301 tout en projetant son compagnon vers l’extérieur, laissant l’étoile survivante suivre cette trajectoire exceptionnellement étirée et rapide.

Et ensuite ? S301 donne aux astronomes un moyen de tester le trou noir lui-même. La relativité générale prédit qu’un trou noir en rotation entraîne l’espace-temps avec lui, modifiant progressivement l’orbite d’une étoile proche. Les chercheurs affirment que ces changements pourraient devenir mesurables d’ici une dizaine d’années environ ; des observations couvrant deux orbites complètes pourraient révéler la rotation de Sagittarius A. Le prochain passage rapproché est attendu en 2031*, mais ces conclusions dépendent encore du suivi dans le temps d’un objet peu lumineux et de la reproduction des changements orbitaux prédits.