Pour la première fois, un couple d'étoiles a été détecté autour de Sagittarius A*, le trou noir au centre de la Voie lactée. C'est plus généralement le premier duo stellaire découvert autour d'un trou noir supermassif.
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Florian Peißker a de quoi être heureux : « Les trous noirs ne sont pas aussi destructeurs que nous le pensions ». En effet, dans une étude publiée aujourd'hui dans Nature Communications, le chercheur de l'université de Cologne (Allemagne) et ses collaborateurs annoncent la découverte d'une étoile binairebinaire autour de Sagittarius A*Sagittarius A*. Les paires d'étoiles en orbite l'une autour de l'autre ne sont pas rares, mais c'est seulement le premier duo trouvé à proximité d'un trou noir supermassif, en l'occurrence celui situé au centre de notre galaxie, la Voie lactée. Les deux étoiles, séparées de 238 millions de kilomètres (à peine plus que la distance moyenne entre le SoleilSoleil et Mars), se tournent autour en 372 jours.
Cette découverte a été faite grâce à des données recueillies avec les instruments Eris et Sinfoni du Très Grand TélescopeTélescope (Very Large TelescopeVery Large Telescope, VLT) de l'Observatoire européen austral (ESOESO). Elle aide à comprendre comment les étoiles survivent dans des environnements où la gravitégravité est extrême, et montre que certaines binaires peuvent brièvement se développer même dans des conditions destructives. Elle pourrait même ouvrir la voie à la détection de planètes à proximité de Sagittarius A* !
Un duo éphémère
Pendant longtemps, les scientifiques ont pensé que l'environnement extrême au voisinage d'un trou noir supermassiftrou noir supermassif empêchait la formation de nouvelles étoiles. Néanmoins, la découverte de multiples jeunes étoiles à proximité de Sagittarius A* a réfuté cette hypothèse. La découverte de D9, ainsi qu'a été baptisé le système binairesystème binaire nouvellement découvert, montre maintenant que des paires d'étoiles peuvent aussi se former dans de telles conditions.
Animation montrant comment les deux étoiles du système stellaire D9 gravitent l'une autour de l'autre, enveloppées dans un nuage de gaz et de poussière. La ligne bleue indique l'orbite du système binaire autour de Sagittarius A*. © ESO, M. Kornmesser.
Cette paire, dont les membres ont des massesmasses égales à 2,8 et 0,7 fois celle du Soleil, est cependant un jeunot qui n'existera pas beaucoup plus longtemps sous cette forme : en effet, il est estimé qu'elle n'a qu'environ 2,7 millions d'années et que l'importante force gravitationnelleforce gravitationnelle de Sagittarius A* conduira probablement à la fusion des deux étoiles à l'échelle du prochain million d'années.
Un potentiel éclairage sur les mystérieux « objets G »
Le duo fait partie de l'« amas S », un amas dense d'étoiles et d'autres objets en orbite autour de Sagittarius A*. Au sein de cet amas se trouvent des objets énigmatiques, les « objets G », qui se comportent comme des étoiles, mais ressemblent à des nuagesnuages de gazgaz et de poussière. C'est en observant ces objets que l'équipe a découvert la binarité de D9. Florian Peißker a d'abord pensé que son analyse était erronée, « mais le modèle spectroscopique couvrait une quinzaine d'années, et il est apparu clairement que cette détection était en fait la première binaire observée dans l'amas S ».

Ces résultats apportent un nouvel éclairage sur la possible nature des objets G : selon les chercheurs, il pourrait s'agir d'une combinaison d'étoiles binaires qui n'ont pas encore fusionné et de matériaux résiduels provenant d'étoiles déjà fusionnées.
La nature précise de nombreux objets en orbite autour de Sagittarius A*, ainsi que la manière dont ils ont pu se former si près du trou noir supermassif, restent néanmoins un mystère. Gravity+, mise à niveau prochaine de l'instrument Gravity de l'interféromètre du VLT (VLTI), et Metis, instrument du Télescope géant européen (Extremely Large TelescopeExtremely Large Telescope, ELT), en constructionconstruction au Chili, pourraient cependant changer la donne. Ces deux installations permettront en effet aux astronomesastronomes de faire des observations encore plus détaillées du centre galactiquecentre galactique.