Sagittaire A * et son amas d'étoiles. Source: article original.L' Observatoire européen austral (ESO) utilisant pour la première fois le système
VLT (Very Large Telescope, OBT) a découvert les effets prédits par la théorie générale de la relativité (GTR) d'Einstein lors de l'observation du mouvement d'une étoile qui traversait une puissante champ gravitationnel d'un trou
noir supermassif Sagittaire A * au centre de la Voie lactée.
Les données ont été obtenues grâce aux travaux du consortium GRAVITY formé sous la direction de l'Institut Max Planck de physique extraterrestre (MPE), Allemagne, en collaboration avec le Centre national de la recherche scientifique (CNRS),
Paris Observatoire (PSL),
Université de Grenoble-Alpes et plusieurs autres instituts français. Le consortium a publié un article résumant le résultat de 26 années d'observations utilisant des télescopes ESO au Chili dans la revue
Astronomy and Astrophysics du 26 juillet 2018.
Le Sagittaire A * (Sagittaire A *, Sgr A *) est situé au centre de notre galaxie, à vingt-six mille années-lumière de la Terre. Ce trou noir, quatre millions de fois plus lourd que le Soleil, est entouré par les soi-disant "étoiles S", qui accélèrent dans le domaine de son attraction à des vitesses folles.
La théorie générale de la relativité décrit l'effet des grandes masses, et en particulier des trous noirs, sur le mouvement des étoiles; par conséquent, l'amas de Sagittaire A * est un excellent terrain d'essai pour confirmer les hypothèses de GR.
Les astronomes ont utilisé trois télescopes du VLT - NACO, SINFONI et le GRAVITY nouvellement construit - pour suivre le sort d'une étoile particulière, S2, avant et après son passage près du Sagittaire A * le 18 mai 2018. Dans le même temps, GRAVITY a atteint une résolution de 50 microsecondes angulaires - voici comment voir une balle de tennis sur la lune, en la regardant depuis la Terre. Une telle précision permettait littéralement toutes les heures d'évaluer le décalage S2 par rapport au trou noir; la distance entre les corps célestes au moment du passage était 120 fois supérieure à celle de la Terre au Soleil, tandis que l'étoile accélérait à 8000 km / s, 2,7% de la vitesse de la lumière. Cela aurait inévitablement dû conduire à une manifestation visible des effets des RG.
En combinant les résultats obtenus par GRAVITY avec les observations précédentes de NACO et SINFONI, les scientifiques ont pu détecter
le décalage vers le rouge prédit par Einstein.
Le décalage vers le rouge est le décalage du spectre de la luminescence de l'objet vers le côté rouge (ondes longues) sous l'influence d'un puissant champ gravitationnel, qui est assez facilement détecté par les instruments; mais le décalage vers le rouge dans le champ du trou noir n'avait jamais été observé auparavant.
Les informations obtenues serviront de confirmation supplémentaire de la théorie générale de la relativité et du matériau pour l'analyse des effets causés par la haute gravité. Le déplacement des spectres de l'étoile S2 durera encore quelques mois, ce qui pourrait fournir des données supplémentaires sur la distribution de masse autour du Sagittaire A *.
«Observation du décalage vers le rouge sous l'influence de la gravité pour l'orbite de l'étoile S2 près d'un trou noir supermassif dans le centre galactique» , Collaboration GRAVITY, 26 juillet 2018, Astronomie et astrophysique.