Voie lactée: Gravity sur la trace de l’astre invisible

Voie lactée Gravity sur la trace de l’astre invisible
Voie lactée Gravity sur la trace de l’astre invisible

« C’est un pas de géant vers la preuve ultime que Sagittarius A*, l’astre invisible et compact qui se cache au centre de notre galaxie, est bien un trou noir », confie l’astronome Guy Perrin qui, avec son équipe et ses partenaires européens, a mis au point l’outil Gravity, spécialement conçu pour ausculter le cœur de notre Voie lactée. Les 27 mai ainsi que les 22 et 28 juillet derniers, l’instrument, installé sur le très grand télescope (VLT) de l’ESO au Chili, a finalement pu observer trois sursauts très lumineux typiques de ceux qui jaillissent parfois aux abords d’un trou noir, lorsque de la matière chauffée voyage sur la dernière orbite circulaire stable autour de celui-ci. Grâce à sa métrologie très précise, l’instrument a pu suivre sa trajectoire et ainsi dessiner et mesurer son orbite, traçant du même coup le contour de Sagittarius A*. Bien sûr, il ne s’agit pas encore précisément de la ligne rouge de ce que les astrophysiciens appellent l’horizon des événements, au-delà de laquelle tout, y compris la lumière, est irrémédiablement avalé par le trou noir. C’est cependant la toute première fois que de la matière est observée à si grande proximité de ce point de non-retour.

Si dans l’univers tout est affaire de taille et de masse, ces deux paramètres permettent de caractériser l’ensemble des corps qu’il abrite. Ainsi, connaissant déjà la masse de Sagittarius A*, soit environ quatre millions de fois la masse du soleil, ce tracé permet de mieux contraindre ses dimensions et, par la même, sa nature. D’autant que l’équipe de Gravity a également été capable de mesurer la vitesse de déplacement de cette matière incandescente sur son orbite. Or, celle-ci s’est révélée être d’environ un tiers de la vitesse de la lumière.

À présent, les chercheurs espèrent parvenir à améliorer la précision des mesures de Gravity de manière à pouvoir déterminer éventuellement le taux de rotation de Sagittarius A*. Pour y parvenir, ils pourront compter, soit sur la survenue de sursauts plus lumineux qui amélioreraient automatiquement la précision de leurs mesures, soit sur leur capacité à perfectionner le calibrage de leur instrument. Depuis fin septembre, le centre galactique n’est plus observable et il faudra désormais attendre le mois de mars prochain pour qu’il le soit à nouveau.

En début d’année 2018, Gravity, avec un autre instrument du VLT appelé Sinfoni, avait déjà permis d’étudier le mouvement de l’étoile S2, la plus proche connue de Sagittarius A*, passant dans le champ gravitationnel de l’astre. Ce qui avait permis de vérifier une prédiction de la théorie générale connue sous le nom de rougissement gravitationnel, dans une configuration où il n’avait jamais pu être vérifié jusqu’ici. Pour 2019, l’équipe prévoit d’ores et déjà d’observer un nouvel effet prédit par la relativité générale, la précession du péricentre, observé à une plus petite échelle au travers des anomalies de l’orbite de Mercure autour du Soleil. L’intensité attendue du phénomène aux abords d’un trou noir de quatre millions de masse solaire étant 6 500 fois plus forte !

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