Au centre de notre galaxie, des centaines d'étoiles gravitent autour d'un trou noir supermassif. La plupart de ces étoiles ont des orbites suffisamment grandes pour que leur mouvement soit décrit par la gravité newtonienne et les lois du mouvement de Kepler. Mais quelques-uns orbitent si étroitement que leurs orbites ne peuvent être décrites avec précision que par la théorie de la relativité générale d'Einstein. L'étoile avec la plus petite orbite est connue sous le nom de S62. Son approche la plus proche du trou noir le fait se déplacer à plus de 8% de la vitesse de la lumière.

Le trou noir supermassif de notre galaxie est connu sous le nom de Sagittaire A* (SgrA*). C'est une masse d'environ 4 millions de soleils, et nous le savons à cause des étoiles qui l'orbitent. Depuis des décennies, les astronomes ont suivi le mouvement de ces étoiles. En calculant leurs orbites, on peut déterminer la masse de SgrA*. Dans les années récentes, nos observations sont devenues si précises que nous pouvons mesurer plus que la masse du trou noir. Nous pouvons tester si notre compréhension des trous noirs est exacte.

L'étoile en orbite la plus étudiée SgrA* est connue sous le nom de S2. C'est un brillant, étoile géante bleue qui orbite autour du trou noir tous les 16 ans. En 2018, S2 a fait son approche la plus proche du trou noir, nous donnant une chance d'observer un effet de relativité connu sous le nom de redshift gravitationnel. Si vous lancez une balle en l'air, il ralentit en montant. Si vous projetez un rayon de lumière dans le ciel, la lumière ne ralentit pas, mais la gravité lui enlève une partie de son énergie. Par conséquent, un faisceau de lumière devient décalé vers le rouge lorsqu'il sort d'un puits gravitationnel. Cet effet a été observé en laboratoire, mais S2 nous a donné une chance de le voir dans le monde réel. Assez sur, à l'approche rapprochée, la lumière de S2 est passée au rouge comme prévu.

Pendant des années, S2 était considérée comme l'étoile la plus proche de SgrA*, mais alors S62 a été découvert. Comme une équipe l'a récemment découvert, c'est une étoile environ deux fois plus massive que le soleil qui orbite autour du trou noir tous les 10 ans. Par leurs calculs, à l'approche la plus proche, sa vitesse approche 8% de la vitesse de la lumière. C'est tellement rapide que la dilatation du temps entre en jeu. Une heure à S62 durerait environ 100 minutes terrestres.

Du fait de sa proximité avec la SgrA*, S62 ne suit pas une orbite képlérienne. Plutôt que d'être une simple ellipse, il suit un mouvement de spirographe par lequel son orbite précesse d'environ 10 degrés à chaque cycle. Ce type de précession relativiste a été observé pour la première fois avec l'orbite de Mercure, mais seulement comme un petit effet.

À l'automne 2022, S62 fera une autre approche rapprochée de SgrA*. Il devrait permettre aux astronomes de tester les effets de la relativité encore plus précisément que l'approche rapprochée de S2.