S301 est l’Usain Bolt de la galaxie. 25 000 kilomètres parcourus à chaque seconde, ce qui va au-delà des précédents records, également détenus par d’autres étoiles présentes dans la même région. Identifiée grâce au Very Large Telescope, elle fait l’objet d’une étude parue dans Nature qui explique ce qui cause cette vitesse exceptionnelle.

En réalité, S301 est aidée dans sa course par un allié de poids : Sagittarius A*. Le trou noir supermassif qui se trouve au centre de notre galaxie propose un environnement extrême où toutes les limites peuvent être dépassées. L’étoile se trouve très proche du trou noir, à une distance correspondant à celle qu’il y a entre Saturne et le Soleil, et elle orbite autour en un peu moins de neuf ans.

Un record dans sa catégorie

Dans ces conditions, son rythme atteint environ 8 % de la vitesse de la lumière, du jamais vu pour une étoile. Ce qui permet, d’ailleurs, d’étudier par ricochet le trou noir en question, et notamment de mesurer sa rotation car il est extrêmement rare de voir un objet orbiter aussi près d’un trou noir, ce qui va conduire à de nombreuses observations dans les années à venir. Ce qui est expliqué (en anglais) dans la vidéo ci-dessous qui accompagne l’étude.

Identifier S301 fut très difficile. Pas forcément à cause de sa vitesse, mais plutôt parce qu’elle est masquée par d’épais nuages de poussière interstellaire, en plus d’être environ 2 millions de fois moins brillante que Bételgeuse.

Pour se rendre compte de la folie de ce chiffre, il suffit de regarder les objets qui nous sont plus familiers. Chez les planètes, la tenante du titre est Mercure avec ses 47 kilomètres par seconde, notamment grâce à l’attraction gravitationnelle exercée par le Soleil qui la « booste ». Pour les astéroïdes, notons aussi le bel effort de 2021 PH27 qui atteint tout de même 106 kilomètres par seconde. Autant dire que S301, avec ses 25 000 km/s, les laisse sur place.

Le club très fermé des bolides cosmiques

Si S301 détient le record absolu pour une étoile entière, elle est encore loin de rivaliser avec d’autres phénomènes extrêmes de l’Univers.

Du côté des astres morts par exemple, certains pulsars tournent tellement vite sur eux-mêmes que la matière située à leur équateur file à plus de 70 000 km/s ! Plus impressionnant encore : juste avant d’être définitivement avalée par un trou noir, la matière qui tourbillonne dans son disque d’accrétion peut être accélérée jusqu’à 150 000 km/s, soit la moitié de la vitesse de la lumière.

Vue d’artiste d’un quasar avec un jet astrophysique approchant la vitesse de la lumière. ESO/M. Kornmesser

Et ce n’est pas tout. Les particules les plus rapides de l’Univers se trouvent dans les rayons cosmiques. Ils se produisent par exemple lorsque des étoiles explosent en supernova, et se composent d’électrons, de protons, ou d’autres particules. De leur côté, les trous noirs peuvent cracher de gigantesques faisceaux de plasma appelés jets astrophysiques, dont la vitesse laisse S301 loin derrière.

Tout ce petit monde court après une seule et même ligne d’arrivée : la lumière elle-même. Avec ses quelque 300 000 kilomètres par seconde, elle reste une limite haute inatteignable pour tout le reste de la matière. Il en est de même, d’ailleurs, pour les ondes gravitationnelles qui voyagent également à cette vitesse. S301 a donc de beaux jours devant elle en tant que reine des étoiles de notre galaxie, mais elle a encore un peu de marge avant d’égaler les vrais bolides du cosmos.

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