• Astrophysique: pour la première fois, l’accord parfait entre le mouvement d’une étoile autour de Sgr A* et les prévisions de la relativité générale d’Einstein est apparu!____¤202004

     

    Une étude, dont les résultats intitulés «Detection of the Schwarzschild precession in the orbit of the star S2 near the Galactic centre massive black hole» sont publiés dans la revue Astronomy & Astrophysics et disponibles en pdf, a permis pour la première fois, grâce à des observations effectuées au moyen du VLT de l’ESO, d'illustrer l’accord parfait entre le mouvement d’une étoile en orbite autour du trou noir supermassif siégeant au cœur de la Voie Lactée et les prévisions de la théorie de la relativité générale d’Einstein: concrètement, «son orbite présente l’aspect d’une rosette et non d’une ellipse comme le prédit la théorie de la gravitation de Newton». Les mesures faites renforcent l'idée «selon laquelle Sagittarius A* constitue un trou noir supermassif dont la masse avoisine les 4 millions de masses solaires».

     

    Plus précisément, «la théorie de la Relativité Générale d’Einstein prévoit que les orbites liées d’un objet autour d’un autre ne sont pas fermées (contrairement à ce que prédit la théorie de la Gravitation Newtonienne), mais précessent vers l’avant dans le plan du mouvement». Cet effet, «observé pour la première fois dans l’orbite que décrit la planète Mercure autour du Soleil», a constitué «la toute première preuve de la validité de la théorie de la Relativité Générale». C'est donc «une centaine d’années plus tard», que l'étude ici présentée a détecté «la même caractéristique au sein du mouvement d’une étoile en orbite autour de la source radio compacte Sagittarius A* située au centre de la Voie Lactée».

     

    Relevons que Sagittarius A* (Sgr*) et l’amas stellaire dense qui l’entoure, «situés à 26 000 années lumière du Soleil», fournissent «un laboratoire unique de test des lois de la physique dans des conditions de gravité extrêmes et inexplorées». Concrètement, «une de ces étoiles, baptisée S2, s’approche du trou noir supermassif à une distance inférieure à quelque 20 milliards de kilomètres, ce qui représente 120 fois la distance Terre-Soleil)». S2, qui «est à ce jour l’une des étoiles dont l’orbite la rapproche le plus de ce type de monstre céleste», se déplace à distance minimale du trou noir «à une vitesse avoisinant 3% de la vitesse de la lumière, complétant son orbite en 16 ans seulement».

     

    Au bout du compte, les mesures précises découlant de l'observation du «déplacement de l’étoile sur son orbite durant plus de 25 ans», ont permis de mettre «en évidence la précession de Schwarzschild qui modifie la trajectoire de l’étoile S2 autour de Sagittarius A*». Autrement dit, «le périgée de son orbite autour du trou noir supermassif change à chaque rotation, de sorte que l’orbite suivante est en rotation par rapport à la précédente, générant l’aspect d’une rosette».

     

    Comme «la théorie de la Relativité Générale permet de déterminer avec précision l’amplitude de ce changement», il est apparu qu'elle est «en parfait accord avec les dernières mesures effectuées à partir des observations». Dénommé précession de Schwarzschild, cet effet «n’avait encore jamais été mesuré pour une étoile en orbite autour d’un trou noir supermassif».

     

    Par ailleurs, cette étude a permis de mieux connaître l’environnement de Sagittarius A* en donnant une estimation de «la quantité de matière invisible, telle la distribution de matière noire ou l’éventuelle présence de trous noirs de taille inférieure, autour de Sagittarius A*».

     

     


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