Les 17 et 18 octobre 2017, un objet inhabituel a traversé le champ de vision d’un grand télescope perché près du sommet d’un volcan sur l’île hawaïenne de Maui. Le télescope Pan-STARRS1 a été conçu pour étudier le ciel à la recherche d’événements transitoires, comme les survols d’astéroïdes ou de comètes. Mais c’était différent : l’objet n’était pas lié gravitationnellement au Soleil, ni à aucun autre corps céleste. Il était arrivé d’ailleurs.
L’objet mystérieux était le premier visiteur de l’espace interstellaire observé traversant le système solaire. Les astronomes l’ont baptisé 1I/’Oumuamua, empruntant un mot hawaïen qui se traduit approximativement par « messager venu de loin arrivant le premier ». Deux ans plus tard, en août 2019, l’astronome amateur Gennadiy Borisov a découvert le seul autre intrus interstellaire connu, désormais appelé 2I/Borisov, à l’aide d’un télescope qu’il a lui-même construit à l’observatoire MARGO de Nauchnij, en Crimée.
Bien que typique astéroïdes et comètes Dans le système solaire, en orbite autour du Soleil, Oumuamua et Borisov sont des nomades célestes, passant la plupart de leur temps à errer dans l’espace interstellaire. L’existence de tels intrus dans le système solaire avait été émise, mais les scientifiques s’attendaient à ce qu’ils soient rares. « Je n’aurais jamais pensé que nous en verrions un », déclare l’astrophysicienne Susanne Pfalzner du Jülich Supercomputing Center en Allemagne. Du moins pas de son vivant.
Avec ces deux découvertes, les scientifiques soupçonnent désormais que les intrus interstellaires sont beaucoup plus fréquents. À l’heure actuelle, sur la seule orbite de Neptune, il pourrait y avoir environ 10 000 objets interstellaires de la taille d’Oumuamua, estime le planétologue David Jewitt de l’UCLA, co-auteur d’un aperçu de l’orbite de Neptune. compréhension actuelle des intrus interstellaires en 2023 Revue annuelle d’astronomie et d’astrophysique.
Les chercheurs s’efforcent de répondre à des questions fondamentales sur ces objets extraterrestres, notamment d’où ils viennent et comment ils finissent par errer dans la galaxie. Les intrus pourraient également fournir une nouvelle façon de sonder les caractéristiques des systèmes planétaires lointains.
Mais d’abord, les astronomes doivent en trouver davantage.
«Nous sommes un peu en retard pour le moment», dit Jewitt. « Mais nous nous attendons à en voir davantage. »
2I/Borisov apparaît comme un point bleu flou devant une galaxie spirale lointaine (à gauche) sur cette image de novembre 2019 prise par le télescope spatial Hubble alors que l’objet se trouvait à environ 200 millions de kilomètres de la Terre. CRÉDIT : NASA, ESA ET D. JEWITT (UCLA)
Origines extraterrestres
Au moins depuis le début du XVIIIe siècle, les astronomes envisagent la possibilité de l’existence d’objets interstellaires. Plus récemment, des modèles informatiques ont montré que le système solaire a envoyé il y a longtemps sa propre population de corps plus petits dans les vides de l’espace interstellaire en raison des interactions gravitationnelles avec les planètes géantes.
Les scientifiques s’attendaient à ce que la plupart des intrus soient des exocomètes composées de matériaux glacés. Borisov correspondait à ce profil : il avait une queue composée de gaz et de poussières créés par les glaces qui s’évaporaient lors de son passage rapproché au Soleil. Cela suggère qu’il est originaire de la région externe d’un système planétaire où les températures étaient suffisamment froides pour que des gaz comme le monoxyde de carbone aient gelé dans ses roches. À un moment donné, quelque chose a projeté Borisov, sur environ un kilomètre de diamètre, hors de son système.
Un coupable potentiel est un survol stellaire. La gravité d’une étoile qui passe peut éjecter des corps plus petits, appelés planétésimaux, des confins extérieurs d’un système, selon une étude. étude récente dirigée par Pfalzner. Une planète géante pourrait également éjecter un objet des régions extérieures d’un système planétaire si un astéroïde ou une comète se rapproche suffisamment pour que le remorqueur gravitationnel de la planète accélère suffisamment le corps plus petit pour qu’il échappe à l’emprise de son étoile. Des approches rapprochées peuvent également se produire lorsque les planètes migrent à travers leurs systèmes planétaires, comme on pense que Neptune l’a fait au début du système solaire.
L’intrus interstellaire 2I/Borisov (grand point noir) a été découvert trois mois avant son passage devant le Soleil, permettant aux astronomes de capturer des images de l’objet pendant environ un an. Le chemin de Borisov l’a amené à moins de 180 millions de kilomètres de la Terre (grand point bleu). Les emplacements relatifs de Borisov et de la Terre sont indiqués à trois moments précis.
«Oumuamua, en revanche, n’est pas ce à quoi les scientifiques s’attendaient. Les observations suggèrent qu’il est assez allongé – peut-être 240 mètres de long et aussi étroit que 40 mètres. Et contrairement à Borisov, elle n’a montré aucune activité de gaz ou de poussière, ce qui laisse penser qu’elle serait originaire de plus près de son étoile, où il faisait trop chaud pour que des glaces se forment. Si tel était le cas, un survol d’étoile ou de planète géante n’aurait probablement pas été en mesure de sortir l’objet de son système. Au lieu de cela, il se peut qu’elle ait été éjectée pendant l’agonie de son étoile : les impulsions de gaz provenant d’une étoile mourante pourraient pousser les planètes et les planétésimaux vers l’extérieur, déstabilisant suffisamment leurs orbites pour envoyer certains d’entre eux voler dans l’espace interstellaire.
Il est possible, cependant, que ‘Oumuamua se soit formé dans les confins froids de son système et, à mesure qu’il s’approchait du Soleil, ait développé une queue de gaz qui n’a pas été détectée par les télescopes. Un indice est que l’objet a accéléré plus que ce à quoi on pourrait s’attendre en raison de la seule gravité du système solaire. Une étude récente suggère que une telle impulsion aurait pu provenir de petites quantités de dégazage d’hydrogène que les télescopes n’ont pas détecté. Plusieurs astéroïdes dans notre système solaire Selon une autre étude, le dégazage de vapeur d’eau pourrait avoir eu une impulsion similaire. Les observations futures du télescope spatial James Webb et du Mission étendue de JAXA Hayabusa2 (qui rencontreront l’un de ces astéroïdes du système solaire, appelés « comètes noires », en 2031) pourraient détecter de faibles niveaux de dégazage.
« Nous devrons attendre et voir, mais ils pourraient être des analogues de ‘Oumuamua », déclare le planétologue Darryl Seligman de l’Université Cornell, co-auteur avec Jewitt de l’étude sur les intrus interstellaires.
À la recherche de nomades
Plus de données, provenant d’un plus grand nombre d’intrus, pourraient aider à résoudre certaines de ces questions. Afin de collecter ces données, les scientifiques auront besoin de meilleures chances de détecter les objets lorsqu’ils traversent le système solaire. « Si Pan-STARRS1 n’avait pas observé où nous l’avons fait cette nuit-là, il est probable qu’Oumuamua n’aurait jamais été trouvé », explique l’astronome Robert Weryk, ancien de l’Université d’Hawaï, qui a découvert l’intrus dans les données du télescope.
Le prochain Enquête héritée de l’espace et du temps à l’observatoire Vera C. Rubin devrait augmenter les chances des astronomes de trouver ces mouvements rapides : à partir de 2025, le télescope de l’observatoire imagera l’ensemble du ciel visible du sud toutes les quelques nuits, et son miroir principal a un diamètre de près de sept mètres. plus grand que Pan-STARRS1, lui permettant de voir des objets plus faibles, plus loin. Une fois les intrus détectés, des télescopes terrestres et spatiaux les imageront pour tenter de déterminer de quoi ils sont faits. Et si une cible atteignable est découverte, l’Agence spatiale européenne et l’Agence japonaise d’exploration aérospatiale Intercepteur de comètedont le lancement est prévu en 2029, pourrait être redirigé pour imager le visiteur de près.
L’Observatoire Vera C. Rubin, dans le nord du Chili, accueillera le Legacy Survey of Space and Time, qui durera dix ans et qui devrait débuter en 2025. Le télescope Simonyi Survey de 8,4 mètres de l’Observatoire collectera des images à une vitesse qui couvrira tout le ciel visible à intervalles de quelques secondes. nuits, permettant potentiellement la détection d’un plus grand nombre d’intrus interstellaires. CRÉDIT : RUBINOBS / NSF / AURA / H. STOCKEBRAND
A terme, les astronomes espèrent constituer un catalogue d’objets interstellaires similaires aux inventaire des exoplanètes, qui compte plus de 5 500 entrées depuis la première découverte en 1992. Ce futur inventaire pourrait aider les chercheurs à répondre à la question de longue date de savoir à quel point la Terre et le système solaire sont typiques. Les compositions d’un large échantillon d’objets interstellaires pourraient fournir des indices sur la composition des objets dans les systèmes exoplanétaires, y compris ceux qui pourraient abriter la vie.
« Les planétésimaux sont les éléments constitutifs des exoplanètes », explique l’astronome Meredith Hughes de l’Université Wesleyan de Middletown, dans le Connecticut. Cela signifie qu’ils « peuvent fournir des informations sur la diversité des environnements, y compris ceux qui pourraient être habitables ».
Or, ‘Oumuamua est au-delà de l’orbite de Neptune, et la comète Borisov est presque aussi loin. Ils continueront leur voyage vers espace interstellaire, où tout le monde peut deviner ce qui va se passer ensuite. Peut-être passeront-ils une éternité à errer dans les vastes vides de l’espace, ou peut-être seront-ils capturés par une étoile. Ou bien ils pourraient s’effondrer en un disque de gaz et de poussière en évolution dans un nouveau système planétaire et recommencer leur voyage.
Les astronomes estiment qu’il pourrait y avoir plus d’objets interstellaires dans la Voie lactée que d’étoiles dans l’univers observable. En découvrir davantage offrira une nouvelle façon de sonder les mystères du cosmos.
« Ce qui est vraiment cool », dit Pfalzner, « c’est que des objets interstellaires viennent à nous. »
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Théo Nicitopoulos est un écrivain indépendant qui couvre l’actualité des sciences de la Terre et de l’espace.
Ce article à l’origine apparaît dans Magazine connaissableune entreprise journalistique indépendante de Annual Reviews.
