Quel est le trou noir supermassif le plus proche de la Terre ?

Au centre de la Voie lactée se trouve le trou noir supermassif le plus proche de la Terre : Sagittarius A, généralement noté Sagittarius A ou Sgr A. Il est situé à environ 26 000 années-lumière de notre planète et possède une masse estimée à près de quatre millions de fois celle du Soleil. Malgré cette masse considérable, il ne ressemble pas à un objet brillant dans le ciel : sa présence est principalement révélée par l’influence gravitationnelle qu’il exerce sur les étoiles et les nuages de matière de la région centrale de notre galaxie.

Une présence révélée par les étoiles

Un trou noir ne laisse pas s’échapper la lumière depuis l’intérieur de son horizon des événements. Sagittarius A ne peut donc pas être observé directement comme une étoile. Les astronomes ont cependant suivi pendant des années les mouvements d’étoiles très proches du centre galactique. Ces astres décrivent des orbites rapides autour d’un point qui n’émet pas suffisamment de lumière pour être vu directement, mais dont la masse et la concentration gravitationnelle sont considérables. Leurs trajectoires constituent l’un des principaux éléments ayant permis d’identifier le trou noir situé au cœur de la Voie lactée.

Une masse de quatre millions de Soleils

L’étude de ces orbites a permis d’évaluer la masse de Sagittarius A à environ quatre millions de masses solaires. L’étoile S2, notamment, accomplit une orbite complète autour de lui en environ seize ans. En observant les variations de sa vitesse et de sa trajectoire lorsqu’elle passe au plus près du centre galactique, les chercheurs peuvent mesurer les effets d’une gravité extrêmement intense. Ces observations montrent que la masse est concentrée dans une région très compacte, ce qui exclut l’hypothèse d’un simple rassemblement d’étoiles ordinaires et correspond aux propriétés attendues d’un trou noir supermassif.

Un objet sombre, mais détectable

Sagittarius A n’est pas totalement silencieux. La matière qui l’entoure peut produire des émissions observables, notamment dans les domaines radio, infrarouge et des rayons X, lorsqu’elle est chauffée et accélérée par la gravité du trou noir. Le trou noir lui-même ne produit pas ces rayonnements depuis son intérieur : ils proviennent de l’environnement extérieur, avant que la matière ne franchisse éventuellement l’horizon des événements. Comparé aux trous noirs supermassifs qui alimentent de brillants noyaux actifs de galaxies, Sagittarius A est relativement peu lumineux et connaît une activité modérée.

Une image obtenue grâce à l’EHT

En 2022, la collaboration Event Horizon Telescope a publié la première image de Sagittarius A. Elle montre une structure annulaire lumineuse entourant une zone sombre, correspondant à l’ombre du trou noir telle qu’elle est déformée par la gravité. Cette image a fourni une représentation directe de son environnement immédiat, mais l’existence de l’objet était déjà solidement établie grâce au suivi des étoiles en orbite. Sa distance de 26 000 années-lumière signifie en outre que les astronomes l’observent tel qu’il était il y a environ 26 000 ans, la lumière ayant mis tout ce temps à parvenir jusqu’à la Terre.