Au centre de la Voie lactée, à environ 26 000 années-lumière de la Terre, se trouve Sagittarius A*, un trou noir supermassif dont la masse représente plus de quatre millions de fois celle du Soleil. Autour de lui gravitent plusieurs étoiles suivies depuis des décennies par les astronomes. L’une d’elles vient cependant de bouleverser les observations : S301.
Sa découverte a été annoncée le 19 août 2026 par une équipe internationale d’astronomes. S301 peut atteindre environ 25 000 kilomètres par seconde, soit plus de 8 % de la vitesse de la lumière. Il s’agit de la vitesse la plus élevée jamais mesurée pour une étoile de notre galaxie.
Mais sa vitesse n’est pas la seule raison pour laquelle S301 passionne les chercheurs. Son orbite l’amène exceptionnellement près de Sagittarius A*, dans une région où la gravité est si intense que les effets prédits par la relativité générale deviennent mesurables. En suivant cette étoile au cours des prochaines années, les scientifiques espèrent notamment parvenir à déterminer la rotation du trou noir central de la Voie lactée.
Une étoile lancée à 25 000 kilomètres par seconde
À l’échelle humaine, les chiffres donnent presque le vertige. Lorsqu’elle atteint sa vitesse maximale, S301 parcourt environ 90 millions de kilomètres en une heure.
À cette allure, elle pourrait théoriquement parcourir la distance moyenne séparant la Terre de la Lune en une quinzaine de secondes. Elle reste néanmoins très loin de la vitesse de la lumière, qui avoisine 300 000 kilomètres par seconde.
Cette accélération extraordinaire ne vient pas d’un mécanisme propre à l’étoile. Elle résulte essentiellement de son passage à proximité de Sagittarius A*. Plus S301 s’approche du trou noir, plus elle accélère sous l’effet de son immense attraction gravitationnelle.
L’étoile suit en effet une orbite extrêmement allongée. Elle met environ 8,7 années pour effectuer un tour complet autour de Sagittarius A*.
Son comportement ressemble ainsi à celui d’un objet qui plonge régulièrement vers le trou noir, accélère considérablement à son approche puis repart vers une région plus éloignée avant de recommencer son parcours.
S301 passe incroyablement près du trou noir
C’est probablement la caractéristique la plus importante de cette découverte.
Lors de son passage au plus près, S301 se trouve à environ 12 unités astronomiques de Sagittarius A*. Une unité astronomique correspond à la distance moyenne entre la Terre et le Soleil, soit environ 150 millions de kilomètres.
Cela représente donc approximativement 1,8 milliard de kilomètres.
Cette distance paraît immense à notre échelle. Autour d’un trou noir supermassif de plus de quatre millions de masses solaires, elle est au contraire extrêmement faible. Pour donner un ordre de grandeur, elle est comparable à la distance séparant Saturne du Soleil.
S301 s’approche ainsi environ dix fois plus près de Sagittarius A* que S2, l’une des étoiles les plus célèbres du centre galactique et longtemps utilisée comme laboratoire naturel pour étudier la gravité dans cette région.
C’est cette proximité qui transforme S301 en un objet scientifique exceptionnel.
Comment peut-on observer une étoile aussi éloignée ?
Observer le centre de la Voie lactée est particulièrement difficile. Entre la Terre et Sagittarius A* se trouvent d’immenses quantités de gaz et de poussières qui empêchent une observation classique dans le domaine de la lumière visible.
Les astronomes utilisent donc notamment l’infrarouge, capable de mieux traverser ces régions poussiéreuses.
La découverte de S301 repose sur les observations réalisées avec le Very Large Telescope Interferometer (VLTI) de l’Observatoire européen austral, installé dans le désert d’Atacama au Chili. Plus précisément, les chercheurs utilisent l’instrument GRAVITY, conçu pour réaliser des mesures d’une précision extrêmement élevée autour du centre galactique.
L’interférométrie permet de combiner la lumière collectée par plusieurs télescopes. Les quatre grands télescopes de huit mètres du Very Large Telescope peuvent ainsi fonctionner ensemble afin d’obtenir une résolution considérablement supérieure à celle d’un télescope utilisé isolément.
C’est cette précision qui permet de distinguer et surtout de suivre les déplacements de minuscules points lumineux dans une région située à des dizaines de milliers d’années-lumière.
Une découverte qui repose sur plusieurs années d’observation
S301 n’est pas apparue soudainement dans le ciel en 2026.
Les chercheurs ont pu retrouver sa présence dans différentes observations antérieures. Les données disponibles permettent de reconstituer sa trajectoire et de déterminer les principales caractéristiques de son orbite autour de Sagittarius A*.
Cette méthode est fondamentale lorsqu’on étudie le centre galactique. Une photographie isolée indique uniquement la position d’une étoile à un instant donné. Pour comprendre son mouvement, les astronomes doivent comparer des observations réalisées sur plusieurs années.
Dans le cas de S301, cette patience est particulièrement précieuse puisque l’étoile effectue une révolution autour du trou noir en moins de neuf ans.
À l’échelle astronomique, c’est extrêmement rapide.
Une étoile pour observer les effets de la relativité générale
C’est ici que S301 devient beaucoup plus qu’une simple curiosité astronomique.
Selon la théorie de la relativité générale d’Albert Einstein, une masse importante déforme l’espace-temps qui l’entoure. Avec un objet aussi massif que Sagittarius A*, cette déformation devient considérable.
Les astronomes ont déjà observé certains effets relativistes grâce aux étoiles qui gravitent autour du trou noir. L’orbite de l’étoile S2, notamment, a permis de mesurer une précession relativiste : au fil des passages, son orbite ne dessine pas toujours exactement la même ellipse.
S301 évolue encore plus profondément dans le champ gravitationnel de Sagittarius A*. Elle pourrait donc permettre aux scientifiques d’observer des effets beaucoup plus subtils.
Et parmi eux se trouve un phénomène particulièrement recherché : l’influence de la rotation du trou noir sur l’espace-temps environnant.
Un trou noir en rotation peut entraîner l’espace-temps
Un trou noir n’est pas nécessairement immobile. Sagittarius A* tourne lui-même sur son axe, mais déterminer précisément cette rotation — son « spin » — reste extrêmement difficile.
La relativité générale prévoit qu’un objet massif en rotation entraîne légèrement l’espace-temps autour de lui. Ce phénomène porte le nom d’effet Lense-Thirring, ou entraînement des référentiels.
On peut l’imaginer, de manière très simplifiée, comme une cuillère que l’on ferait tourner dans un liquide épais : le mouvement entraîne progressivement la matière située autour d’elle.
Dans le cas d’un trou noir, ce n’est évidemment pas de la matière qui est entraînée de cette manière, mais la géométrie même de l’espace-temps qui est affectée.
Pour une étoile située suffisamment loin, l’effet est beaucoup trop faible pour être détecté facilement. S301 passe justement suffisamment près de Sagittarius A* pour que son orbite soit sensible à cet effet.
De minuscules changements d’orbite qui peuvent révéler la rotation du trou noir
Les astronomes vont maintenant suivre très précisément la trajectoire de S301.
Si Sagittarius A* ne tournait pas, l’étoile suivrait une certaine trajectoire. Si le trou noir tourne, l’effet Lense-Thirring doit provoquer une légère modification supplémentaire de son orbite.
La différence est minuscule. Mais grâce à la précision des instruments actuels et futurs, elle pourrait devenir mesurable.
Les chercheurs estiment que les observations réalisées au cours des dix prochaines années pourraient permettre de contraindre directement la rotation de Sagittarius A*.
Cela constituerait une avancée importante dans notre compréhension du trou noir situé au centre de notre propre galaxie.
Pourquoi connaître la rotation de Sagittarius A* est-il si important ?
La masse de Sagittarius A* est aujourd’hui relativement bien connue grâce à plusieurs décennies d’observations. Son spin reste en revanche beaucoup plus difficile à mesurer précisément.
Or la rotation fait partie des propriétés fondamentales permettant de caractériser un trou noir astrophysique.
La connaître aiderait les chercheurs à mieux comprendre l’histoire et l’évolution de Sagittarius A*. Un trou noir peut en effet acquérir ou modifier sa rotation en absorbant de la matière et en fusionnant avec d’autres objets au cours de son existence.
Étudier son spin permet également de tester les prédictions de la relativité générale dans un environnement où la gravitation atteint une intensité impossible à reproduire sur Terre.
S301 agit alors comme une sorte de sonde naturelle. Les scientifiques n’ont évidemment aucun moyen d’envoyer un instrument aussi près de Sagittarius A*. Ils peuvent en revanche observer une étoile qui s’y aventure naturellement et mesurer la manière dont sa trajectoire est modifiée.
Comment S301 est-elle arrivée aussi près du trou noir ?
Son orbite extrêmement allongée soulève également une autre question : comment une étoile s’est-elle retrouvée sur une trajectoire aussi spectaculaire ?
Les chercheurs envisagent un scénario impliquant ce que les astrophysiciens appellent le mécanisme de Hills.
S301 aurait autrefois pu appartenir à un système composé de deux étoiles. Ce couple se serait approché beaucoup trop près de Sagittarius A*. Sous l’effet des forces gravitationnelles du trou noir, le système binaire aurait alors été disloqué.
L’une des étoiles aurait été capturée par le trou noir et placée sur une orbite très serrée : ce pourrait être S301. L’autre aurait au contraire été projetée à une vitesse gigantesque hors du centre galactique, devenant ce que l’on appelle une étoile hypervéloce.
L’hypothèse est particulièrement intéressante car elle pourrait permettre de relier les étoiles extrêmement rapides observées dans la galaxie à celles qui restent prisonnières de Sagittarius A*.
S301 pourrait-elle finir engloutie par le trou noir ?
Sa proximité avec Sagittarius A* pourrait laisser penser que S301 est condamnée à disparaître.
Ce n’est pourtant pas ce que suggèrent les observations actuelles.
L’étude publiée dans Nature indique que les caractéristiques probables de S301 sont compatibles avec une étoile de la séquence principale, vraisemblablement de type F et d’une masse inférieure ou égale à environ 1,5 fois celle du Soleil. Dans cette configuration, son passage au plus près de Sagittarius A* reste suffisamment éloigné pour qu’elle ne soit pas détruite par les forces de marée du trou noir.
S301 peut donc continuer à effectuer ses orbites extrêmement rapides tout en servant de laboratoire naturel aux astronomes.
Le prochain passage sera particulièrement surveillé
Les observations de S301 ne font que commencer.
Sa courte période orbitale permet aux chercheurs d’espérer observer plusieurs étapes importantes de son mouvement sans devoir attendre plusieurs générations d’astronomes. Son prochain passage rapproché de Sagittarius A* est attendu autour de 2031.
D’ici là, les instruments vont également progresser.
L’évolution de GRAVITY vers GRAVITY+ doit encore améliorer les capacités d’observation du VLTI. Le futur Extremely Large Telescope (ELT) de l’ESO devrait également jouer un rôle majeur grâce à son miroir principal de 39 mètres et à des instruments capables d’étudier avec une précision inédite les régions les plus difficiles à observer.
Les scientifiques espèrent notamment obtenir davantage d’informations sur la nature physique de S301 et suivre les minuscules déformations de son orbite provoquées par l’environnement extrême du trou noir.
Une petite étoile devenue un laboratoire de la gravité
À l’échelle de la Voie lactée, S301 n’a rien d’une étoile particulièrement imposante. Elle est infiniment moins massive que le trou noir autour duquel elle gravite et reste invisible à l’œil nu depuis la Terre.
Pourtant, sa trajectoire exceptionnelle lui confère une importance scientifique considérable.
Avec une vitesse pouvant atteindre 25 000 km/s, une révolution effectuée en seulement 8,7 ans et un passage à environ 12 fois la distance Terre-Soleil de Sagittarius A*, S301 évolue dans l’un des environnements gravitationnels les plus extrêmes accessibles aux observations astronomiques actuelles.
Les astronomes ne s’intéressent donc pas seulement à l’étoile elle-même. Ils observent surtout ce que sa trajectoire peut révéler de l’objet invisible qui la contrôle.
Au cours de la prochaine décennie, quelques infimes variations dans le mouvement de S301 pourraient ainsi permettre de mesurer l’une des propriétés encore mal connues du trou noir supermassif situé au cœur de notre galaxie.
