L'instrument GRAVITY extrêmement sensible de l'ESO a ajouté une preuve supplémentaire à l'hypothèse de longue date selon laquelle un trou noir supermassif se cache au centre de la Voie lactée. De nouvelles observations montrent des amas de gaz tourbillonnant à environ 30% de la vitesse de la lumière sur une orbite circulaire juste à l'extérieur de son horizon des événements. et les observations les plus détaillées à ce jour de matériel en orbite aussi près d'un trou noir.

L'instrument GRAVITY de l'ESO sur l'interféromètre du Very Large Telescope (VLT) a été utilisé par des scientifiques d'un consortium d'institutions européennes, dont l'ESO, observer les éruptions de rayonnement infrarouge provenant du disque d'accrétion autour du Sagittaire A*, l'objet massif au cœur de la Voie lactée. Les éruptions observées fournissent la confirmation tant attendue que l'objet au centre de notre galaxie est, comme on l'a longtemps supposé, un trou noir supermassif. Les éruptions proviennent de matériaux en orbite très proche de l'horizon des événements du trou noir, ce qui en fait les observations les plus détaillées à ce jour de matériaux en orbite aussi près d'un trou noir.

Alors qu'une certaine matière dans le disque d'accrétion - la ceinture de gaz en orbite autour du Sagittaire A* à des vitesses relativistes - peut orbiter en toute sécurité autour du trou noir, tout ce qui se rapproche trop est voué à être tiré au-delà de l'horizon des événements. Le point le plus proche d'un trou noir que le matériau peut orbiter sans être irrésistiblement attiré vers l'intérieur par l'immense masse est connu comme l'orbite stable la plus interne, et c'est de là que proviennent les éruptions observées.

"C'est ahurissant d'être témoin d'un matériau en orbite autour d'un trou noir massif à 30% de la vitesse de la lumière, " s'émerveilla Oliver Pfuhl, un scientifique au MPE. "L'énorme sensibilité de GRAVITY nous a permis d'observer les processus d'accrétion en temps réel avec des détails sans précédent."

Ces mesures n'ont été possibles que grâce à une collaboration internationale et à une instrumentation de pointe. L'instrument GRAVITY qui a rendu ce travail possible combine la lumière de quatre télescopes du VLT de l'ESO pour créer un super-télescope virtuel de 130 mètres de diamètre, et a déjà été utilisé pour sonder la nature du Sagittaire A*.

Plus tôt cette année, GRAVITÉ et SINFONI, un autre instrument sur le VLT, a permis à la même équipe de mesurer avec précision le survol rapproché de l'étoile S2 alors qu'elle traversait le champ gravitationnel extrême près du Sagittaire A*, et pour la première fois révélé les effets prédits par la relativité générale d'Einstein dans un environnement aussi extrême. Pendant le survol rapproché de S2, une forte émission infrarouge a également été observée.

"Nous suivions de près S2, et bien sûr nous gardons toujours un œil sur le Sagittaire A*, " expliqua Pfuhl. " Lors de nos observations, nous avons eu la chance de remarquer trois éruptions lumineuses autour du trou noir - c'était une heureuse coïncidence !"

Cette émission, à partir d'électrons très énergétiques très proches du trou noir, était visible sous la forme de trois éruptions lumineuses proéminentes, et correspond exactement aux prédictions théoriques pour les points chauds en orbite près d'un trou noir de quatre millions de masses solaires. On pense que les éruptions proviennent d'interactions magnétiques dans le gaz très chaud en orbite très proche de Sagittarius A*.

Reinhard Genzel, de l'Institut Max Planck de Physique Extraterrestre (MPE) à Garching, Allemagne, qui a dirigé l'étude, a expliqué:"Cela a toujours été l'un de nos projets de rêve mais nous n'osions pas espérer que cela deviendrait possible si tôt." Se référant à l'hypothèse de longue date selon laquelle le Sagittaire A * est un trou noir supermassif, Genzel a conclu que "le résultat est une confirmation retentissante du paradigme du trou noir massif".