S301 : le CRAL contribue au traitement des données de l’étoile

Ferréol Soulez, chercheur au Centre de recherche astrophysique de Lyon (CRAL), figure parmi les coauteurs d’une découverte publiée dans Nature cette semaine. La collaboration internationale GRAVITY+ vient de déterminer l’orbite de S301, une étoile particulièrement intéressante pour étudier le trou noir Sagittarius A* au centre de la Voie lactée.

Nature crédite Ferréol Soulez parmi les chercheurs ayant travaillé sur la réduction des données et le code associé. Les observations sont réalisées avec le VLTI, au Chili, mais elles ne livrent pas directement une trajectoire exploitable. Autour de Sagittarius A*, les astronomes travaillent dans un champ très dense, sur des sources faibles, avec des données interférométriques qu’il faut réduire et interpréter avec une grande précision. Les problèmes inverses et l’imagerie interférométrique font précisément partie des spécialités de Soulez au CRAL, à Saint-Genis-Laval.

S301 justifie cet effort par une orbite hors norme. L’équipe a retrouvé 19 positions de l’étoile dans des observations réalisées entre 2017 et 2025. Elle boucle un tour autour de Sagittarius A* en 8,7 ans et, lors de son passage au plus près en 2023, s’est approchée à environ 140 rayons de Schwarzschild du trou noir. Sa distance au trou noir était alors environ dix fois inférieure à celle de S2, l’étoile qui servait jusqu’ici de référence. S301 atteignait environ 25 000 km/s, soit plus de 8 % de la vitesse de la lumière.

Cette proximité pourrait rendre mesurable un effet qui restait hors de portée avec S2. Les astronomes ont déjà vérifié plusieurs prédictions de la relativité générale autour de Sagittarius A*, mais la rotation du trou noir ne modifie que très faiblement l’orbite des étoiles voisines. S301 passe assez près pour que cet effet, appelé précession de Lense-Thirring, puisse devenir accessible avec la prochaine génération d’instruments.

Ce résultat reste une étape de recherche, pas encore la mesure recherchée. La vitesse radiale de S301 n’a pas pu être déterminée, ce qui laisse deux orientations possibles de son orbite dans l’espace. Les chercheurs comptent notamment sur MICADO, instrument du futur Extremely Large Telescope, pour lever cette ambiguïté. Leurs simulations montrent qu’une contrainte directe sur la rotation de Sagittarius A* pourrait devenir accessible au cours de la prochaine décennie dans des configurations favorables.

La découverte appartient à un vaste consortium international et les télescopes sont à plusieurs milliers de kilomètres du Rhône. À Saint-Genis-Laval, la contribution documentée est précise : Ferréol Soulez a participé à la réduction des données et au code associé, une part de la chaîne scientifique nécessaire pour exploiter des observations assez fines pour suivre une étoile lancée à 25 000 km/s autour du trou noir central de notre galaxie.