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Voici les images les plus nettes jamais prises du cœur de la Voie lactée

Crédits : ESO

Des astronomes s’appuyant sur le Very Large Telescope Interferometer (VLTI) de l’Observatoire européen austral (ESO) jettent un nouveau regard sur les étoiles les plus proches du trou noir supermassif de notre galaxie. Ces images zooment vingt fois plus que ce qui était possible auparavant.

Un ogre au centre de la galaxie

Les astronomes ont longtemps soupçonné la présence d’un trou noir supermassif au centre de la Voie lactée. Le prouver n’a pas été simple. Après tout, de telles anomalies gravitationnelles pourraient également s’expliquer par la présence d’amas serrés d’étoiles à neutrons par exemple. Finalement, tous ces doutes ont été levés en 2002.

À l’époque, une équipe dirigée par Reinhard Genzel, de l’Institut Max Planck de physique extraterrestre en Allemagne, s’était appuyée sur l’imagerie optique pour sonder cet environnement particulier plus en détail.

Ces travaux avaient alors souligné la présence d une minuscule tache de lumière, une étoile maintenant connue sous le nom de S2, passer à 17 heures-lumière du centre galactique à une vitesse étonnante. À titre de comparaison, cela équivaut à seulement trois fois la distance entre Pluton et le Soleil.

Pour les auteurs, seul un objet était alors capable d’accélérer une étoile aussi rapidement. Cet objet, c’est un trou noir supermassif.

Depuis, Reinhard Genzel et son équipe ont apporté de nouvelles preuves témoignant de la présence de cet ogre cosmique au centre de la Galaxie. Ces travaux leur ont d’ailleurs valu le Nobel de physique en 2020.

Le cœur de la Voie lactée comme vous ne l’avez jamais vu

Cependant, la recherche sur l’étude du centre galactique est un travail sans fin. Les derniers travaux de Genzel et son équipe continuent d’étendre une étude de près de trois décennies sur les étoiles évoluant en orbite proche autour du Sagittarius A.

Pour ces nouveaux travaux, les chercheurs se sont appuyés sur un nouvel instrument nommé GRAVITY, disponible sur Very Large Telescope de l’ESO, au Chili, permettant d’obtenir les images les plus profondes et les plus nettes à ce jour du centre galactique.

Dans le processus, les chercheurs ont effectué des mesures plus précises des étoiles précédemment identifiées à l’approche du trou noir. L’une de ces étoiles est S29. En mai 2021, l’objet se serait ainsi rapproché à seulement treize milliards de kilomètres du centre galactique, soit 90 fois la distance de la Terre au Soleil à une vitesse de 8740 kilomètres par seconde. À ce jour, aucune autre étoile connue ne s’est aventurée aussi près ou aussi vite de Sagittarius A.

Les chercheurs en ont également découvert une autre auparavant cachée, désormais appelée S300.

étoiles trou noir supermassif
Ces images prises entre mars et juillet 2021 montrent plusieurs étoiles évoluant près du trou noir supermassif au cœur de la Voie lactée. L’une de ces étoiles, nommée S29, a été observée alors qu’elle se rapprochait le plus du trou noir à treize milliards de kilomètres. Une autre étoile, nommée S300, a été détectée pour la première fois. Crédits : Collaboration ESO/GRAVITY

La masse du trou noir calculée plus précisément

Ces nouvelles observations confirment également que les trajectoires des étoiles à proximité immédiate de Sagittaire A* sont exactement celles prédites par la théorie de la relativité générale d’Einstein.

Enfin, l’équipe a également pu effectuer la mesure la plus précise à ce jour de la masse du trou noir, désormais calculée à 4,3 millions de fois celle du Soleil. Sa distance par rapport à la Terre a également été précisée : 27 000 années-lumière.

Plus tard pendant cette décennie, l’instrument GRAVITY sera amélioré afin d’affiner sa sensibilité. De cette manière, les astrophysiciens pourraient tomber sur des étoiles plus faibles se cachant peut-être encore plus près du trou noir. Le Télescope géant européen (ELT) de l’ESO, actuellement en construction dans le désert chilien d’Atacama, renforcera encore ces efforts.