La boussole stellaire : une nouvelle voie pour mesurer un trou noir ✛
L'étoile S301 tourne autour du trou noir supermassif au centre de la Voie lactée sur une orbite dont le point le plus proche est comparable à la distance du Soleil à Uranus. C'est l'aiguille d'une boussole céleste. Son nord véritable est la direction imposée par la rotation du trou noir, qui tord la courbure de l'espace-temps (effet Lense-Thirring). Mais d'autres forces agissent sur l'aiguille, comme des anomalies magnétiques : des amas de masse invisible font aussi dévier l'orbite.
À proximité, il y a des étoiles de référence — S2, S38, S55. Elles orbitent loin du trou noir et ne ressentent presque pas la torsion de l'espace-temps, mais elles subissent les mêmes anomalies. En comparant leurs orbites avec celle de S301, les astronomes peuvent soustraire les perturbations et isoler le signal pur de la rotation. Ainsi, la boussole pointe exactement vers le nord.
Les mesures prendront des années, mais dans quelques décennies, nous verrons pour la première fois comment tourne l'espace-temps au cœur de la Voie lactée. L'aiguille de la boussole S301 indiquera non pas des anomalies, mais l'essence même du trou noir.
Le périastre de S301 n'est que de 280 rayons gravitationnels, soit environ la distance du Soleil à Uranus. À une telle distance du trou noir, l'étoile atteint 6% de la vitesse de la lumière — 18 000 kilomètres par seconde. Si nous construisions un vaisseau spatial allant à cette vitesse, il atteindrait Proxima du Centaure en 70 ans.
L'idée de mesurer le spin d'un trou noir grâce au mouvement d'étoiles proches rappelle le point culminant du film « Interstellar », où les héros explorent le trou noir en rotation Gargantua. Dans la réalité, c'est plus modeste : Sgr A* est des millions de fois plus massif, mais son spin pourrait être modéré — et pourtant, sa mesure serait historique.