05/10/2012 - S0-102, l'étoile la plus proche du trou noir central de la Voie lactée

Menéame

Des scientifiques américains et canadiens, avec le chercheur Rainer Schödel du CSIC en Espagne, ont trouvé l’étoile la plus proche de Sagittaire A*, le trou noir avec quatre millions de fois la masse du Soleil situé au centre de la Voie Lactée.

C’est l’étoile. S0‐102, qui ne prend que 11,5 ans pour terminer son orbite autour du trou noir. Le travail, dirigé par la chercheuse de l’Université de Californie-Los Angeles (États-Unis) Andra Ghez, permettra de savoir comment fonctionne la la loi de la gravité dans les environnements extrêmes.

Les résultats sont publiés dans la revue Science.

" Jusqu'à présent, seule une étoile qui orbite autour de Sagittaire A*: S0‐2, qui prend du temps pour terminer une orbite, était connue. 16,2 ans. Votre étude nous a permis d’établir la masse du trou noir sur quatre millions de masses solaires. Maintenant, grâce à cette nouvelle découverte, non seulement nous connaissons deux étoiles avec des orbites très proches de Sagittaire A*, mais nous pouvons également vérifier la théorie de la relativité générale dans des conditions de gravité extrêmes," assure Schödel, qui travaille à l’Institut d’astrophysique d’Andalousie (CSIC).

La détection de l’étoile a été possible grâce à un fichier d’images haute résolution obtenues par l’Observatoire W. M. Keck dans le volcanMauna Kea enHawaii au cours des 17 dernières années, avec l’aide d’une nouvelle méthode d’analyse d’image développée par Schödel qui permet de détecter des étoiles qui auparavant se révélaient trop faibles et passaient inaperçues.

" Grâce à cette nouvelle technique, nous avons pu détecter S0‐102 sur une image prise il y a une dizaine d’années et la suivre tout au long de son orbite," souligne le chercheur.

La relativité générale suggère que la géométrie de l’espace-temps n’est pas rigide, mais que la présence de matière produit qu’elle soit modifiée et, plus précisément, "curbe" dans les environs des objets. Cette courbure est à l’origine des effets gravitationnels qui régissent le mouvement des corps, aussi bien celui des planètes autour du soleil que celui des amas de galaxies. Les trous noirs supermassifs constituent un environnement approprié pour vérifier cet effet.

Étoiles dans des environnements extrêmes

Les étoiles S0‐2 et S0‐102 dessinent des orbites elliptiques autour de Sagittaire A*, de sorte qu’elles sont de temps en temps exceptionnellement proches du trou noir. On pense que, dans ces circonstances, son mouvement est affecté par la courbure intense de l’espace-temps produite par Sagittaire A*, ce qui entraîne, entre autres, que son orbite ne finisse pas par se refermer, mais traque une ellipse ouverte.

"Méditer les effets de la gravité sur les orbites stellaires est très intéressant parce que la gravité est la moins connue des quatre forces fondamentales," note Schödel.

"Mais l’environnement de Sagittaire A*, avec des milliers d’étoiles et de restes stellaires, était un environnement difficile: nous ne pouvions pas mesurer les déviations dans S0‐2 parce que la masse de ces corps, indétectable avec les télescopes actuels, contribuait également aux altérations de l’orbite - dit le scientifique -.Pour pouvoir démêler les différents effets, celui de la relativité générale et celui de la masse autour de Sagittar A*, il fallait au moins deux étoiles avec lesquelles nous pouvions mesurer avec une grande précision."

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Référence bibliographique:

L. Meyer et al. “The shortest known period star orbiting our Galaxy´s supermassive black hole”. Science, 5 de octubre de 2012. DOI: 10.1126/science.1225506.

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