Un astéroïde est tombé sur une orbite cométaire il y a longtemps

De la ceinture d'astéroïdes au nuage d'Oort, le C / 2014 S3 peut être une relique importante du système solaire primitif.

Par John Wenz  | Publication: vendredi 29 avril 2016

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Vue d'artiste de l'objet unique C / 2014 S3 (PANSTARRS). C'est le premier objet à être découvert qui se trouve sur une orbite cométaire à longue période, mais qui a les caractéristiques d'un astéroïde vierge du système solaire intérieur. Parce que l'objet a passé la majeure partie de sa vie loin du système solaire intérieur, il a subi très peu de collisions et sa surface n'affiche que peu ou pas de cratères. Comme il s'est formé dans la même région que la Terre, il est principalement rocheux et n'a donc qu'une activité cométaire très limitée.

ESO / M. Kornmesser

Les astronomes de l'Institut d'astronomie de l'Université d'Hawaï et de l'Observatoire européen austral ont trouvé quelque chose où cela ne devrait pas être: un astéroïde apparent suivant le chemin d'une comète. L'objet, Comet 2014 S3, a une orbite de 860 ans qui le fait basculer du nuage intérieur de Oort à l'extérieur de la ceinture d'astéroïdes.

Mais «comète» n'est peut-être pas tout à fait le bon mot. Il ne ressemble pas beaucoup à ces corps glacés du système solaire extérieur. D'une part, il a peu ou pas de queue.

«Ce n'était clairement pas un objet classique du nuage d'Oort dès le début car il était tellement inactif», explique l'investigatrice principale Karen Meech.

Cette inactivité a conduit Meech et son groupe à qualifier de même les roches spatiales au repos d '«objets mannois», du nom d'une race de chats domestiques avec un nœud à la place d'une queue appropriée. Meech plaisante en disant qu'ils veulent faire référence à tout groupe desdits objets comme une «poudre», le mot utilisé pour un groupe de chats.

Mais le C / 2014 S3 avait d'autres surprises en réserve. Il lui manque également la lueur rougeâtre commune à de nombreuses comètes. Les comètes viennent du système solaire externe, dominé par l'ammoniaque, l'eau et les glaces méthaniques, ces dernières dégageant une teinte rouge. Au lieu de cela, le C / 2014 S3 semble être fait d'olivine et de pyroxène, le même matériau rocheux trouvé dans les météorites de type S et les objets du système solaire interne.

Ce diagramme montre l'histoire probable du C / 2014 S3 dans le système solaire intérieur et extérieur sur une période de plus de quatre milliards d'années. La majeure partie de ce temps a été passée dans la banlieue froide, dans le nuage d'Oort.

ESO / L. Calçada

Cela signifie que le C / 2014 S3 peut être une relique importante du système solaire primitif, formé dans la ceinture d'astéroïdes principale, puis déplacé et conservé pendant la majeure partie de son histoire dans les parties froides du nuage d'Oort, loin du soleil brûlant.

«Il existe un grand nombre de modèles qui tentent d'assembler le système solaire», explique Meech. Elle pointe vers le modèle Grand Tack, où Jupiter et Saturne ont commencé dans des orbites plus intérieures avant de migrer vers l'extérieur dans une danse cosmique épique qui a perturbé le système solaire infantile. "En cours de migration, parce qu'ils sont plus gros et plus massifs, [Jupiter et Saturne] peuvent faire glisser des objets de la région extérieure vers l'intérieur et de la région intérieure vers l'extérieur."

Une fois que les futures comètes mannoises seront identifiées - et Meech pense qu'une quinzaine par an pourrait être découverte - elle et son équipe veulent examiner leur structure pour déterminer si elles sont simplement des objets du nuage d'Oort inactifs ou plus d'astéroïdes projetés dans les confins extérieurs du système solaire par un il y a des éons.

Et le C / 2014 S3 défie la classification facile par d'autres moyens. Par exemple, il ne manquait pas complètement de queue. Au lieu de cela, il avait une petite queue (un léger bob, un peu comme le Manx homonyme) apparemment faite de glace d'eau, quelque chose de très atypique des astéroïdes de type S et des météores. Il a également une orbite incroyablement allongée qui prend 860 ans à compléter et l'amène à 2,1 fois la distance Terre-Soleil, juste à l'extérieur de l'orbite de Mars. Il s'agit du bord très intérieur de la ceinture d'astéroïdes, ce qui signifie qu'il peut revenir près de son point d'origine avant de basculer vers la ceinture de comètes glacée sur le bord extérieur le plus éloigné du système solaire.

Pour savoir avec certitude ce qui se passe, l'équipe de Meech doit trouver plus de ces objets. Ils ont identifié une quinzaine d'objets Manx jusqu'à présent, mais Meech dit: «Ceux, du moins pour autant que nous puissions en juger actuellement, ne ressemblent pas à celui-ci.»

Peut-être que le C / 2014 S3 fait partie d'une plus grande famille de des astéroïdes perdus, ce que révélerait un échantillon plus grand. "Mais cela pourrait être une excentrique, qui sait", dit Meech. Quel que soit le C / 2014 S3, c'est l'une des plus anciennes reliques du premier système solaire à ce jour.

L'étude a été publiée aujourd'hui dans Science Advances .

Source: http://www.astronomy.com
Lien: http://www.astronomy.com/news/2016/04/an-asteroid-got-knocked-into-a-cometary-orbit-long-ago?utm_source=asyfb&utm_medium=social&utm_campaign=asyfb&fbclid=IwAR1wOls16wy5oqaUmUawpfZTEhF6d2h5nhbswyM0hnBfeOfT0oPcb051qPU

La majorité des comètes longues périodes seraient extrasolaires

Il y a sept ans, un groupe de chercheurs avait publié les résultats d'une simulation numérique intrigante. Selon elle, la majorité des comètes longues périodes issues du nuage d'Oort, comme Hale Bopp, ne se seraient pas formées dans le Système solaire. L'étude prend un nouveau relief avec la découverte en cette fin octobre 2017 de A/2017 U1 ou C/2017 U1, astéroïde ou comète manifestement interstellaire.

Article publié le 17/12/2010

La nature des comètes n'a commencé à être comprise qu'à partir des travaux de Newton et Halley. Tycho Brahe avait cependant déjà découvert qu'elles évoluaient entre les planètes, et n'étaient donc pas des phénomènes météorologiques. Mais il a fallu attendre le début des années 1950 pour que Fred Whipple propose son modèle de la « boule de neige sale ». De nos jours, les missions Stardust et Deep Impact (rebaptisée Epoxi) ont fourni des images spectaculaires des comètes Wild 2, Tempel 1 et Hartley 2.

Des modèles ont été développés, expliquant l'origine des comètes et la liant à celle du Système solaire. Ces modèles, basés aussi bien sur la cosmochimie que la mécanique céleste, tiennent compte des paramètres des orbites des comètes observées. S'il existe des comètes à courtes périodes, comme celle d'Encke qui revient tous les 3,3 ans, il en est d'autres dont la périodicité est supérieure à 200 ans. Dans les catalogues cométaires, ces astres à longues périodes possèdent un numéro précédé de la lettre C. Ainsi, la comète Hale-Bopp y est désignée par C/1995 O1.

Un réservoir de centaines de milliards de comètes

En 1950, l'astronome hollandais Jan Hendrik Oort a publié le résultat de ses travaux sur les comètes à longues périodes dans un article qui fut l'acte de naissance de la découverte de ce que l'on nomme maintenant le nuage de Oort.

Dans cet article, Oort se basait sur le fait que les orbites des comètes à longues périodes connues en 1950 avaient leurs aphélies à des distances de l'ordre de 20.000 à 100.000 unités astronomiques (UA) du Soleil. Il en concluait qu'il existait, entre ces distances du Soleil, un ensemble de comètes tournant sur des orbites grossièrement circulaires. Les inclinaisons de leurs orbites étant quelconques, ce réservoir de comètes devait présenter une symétrie sphérique.

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Jan Oort. © Jan Oort 

Une année-lumière correspond environ à 60.000 UA. Les étoiles les plus proches sont à un peu plus de quatre années-lumière, donc à 250.000 UA. Cela signifiait que certaines comètes se promenaient à une distance du Soleil de l'ordre de grandeur de la distance entre les étoiles. Un calcul simple montrant que la vitesse orbitale, à cette distance, est de quelques mètres par seconde seulement, alors que la vitesse des étoiles proches par rapport au Soleil est de l'ordre de 20 km/s, il fallait en conclure que les comètes du réservoir du nuage de Oort devaient être particulièrement sensibles aux perturbations gravitationnelles des autres étoiles proches. Au cours de ses pérégrinations autour de la Voie lactée, notre Soleil devait se rapprocher suffisamment des autres étoiles pour que des comètes de ce nuage changent d'orbite pour se diriger vers le Système solaire interne, sous l'effet de ces perturbations.

Une genèse problématique

D'après les modèles de formation du Système solaire, on en avait déduit que ces comètes étaient des vestiges des stades précoces de cette formation et qu'elles avaient en fait été éjectées sur des orbites longues par l'influence des planètes géantes, en particulier Jupiter. Chaque comète était donc un fossilecontenant la matière primitive du disque protoplanétaire, mise ainsi au frigo pour des milliards d'années.

D'après une simulation numérique conduite il y a quelque temps par Harold Levison et ses collègues, exposée tout récemment dans un séminaire, c'est une tout autre image du nuage de Oort qu'il faut désormais avoir.

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Des comètes (points verts et bleus) se déplacent au hasard dans un jeune amas d'étoiles (orange et rouge) au début de cette simulation sur ordinateur. Lorsque des explosions de supernovae et de forts vents stellaires dissipent l'amas ouvert, les comètes (en bleu) se déplaçant dans la même direction que l'étoile rouge vont devenir membres du nuage d'Oort de cette étoile. © Harold Levison 

En effet, si les comètes du nuage d'Oort sont bien des corps célestes éjectés sur des orbites longues périodes, mais s'étant formés relativement proche du Soleil, les simulations conduisent à estimer que le nuage ne pourrait contenir que quelques milliards de ces objets. Cette estimation se révèle très insuffisante pour rendre compte des observations qui conduisent à un nombre de plusieurs centaines de milliards de telles comètes. En revanche, si l'on tient compte du fait que notre Soleil s'est formé avec beaucoup d'autres étoiles dans un amas ouvert, par fragmentation d'un nuage de poussières et de gaz, alors le désaccord entre théorie et observations peut être éliminé. Ainsi, le Soleil aurait volé des comètes aux autres systèmes planétaires évoluant en formation parallèlement avec lui.

Cette conclusion stupéfiante ouvre également de nouvelles perspectives pour l'exobiologie et l'étude de la formation des exoplanètes, puisqu'on disposerait d'un moyen d'échantillonner directement la matière primitive d'autres systèmes planétaires. Si ces simulations étaient bel et bien le reflet de la réalité, qui sait leurs implications pour la panspermie et les origines de la vie ?

 

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