Des satellites pourraient intercepter des astéroïdes ou des comètes interstellaires

Les objets interstellaires qui transitent par notre Système solaire sont intrigants. D'autant plus qu'ils sont difficiles à étudier. Mais des chercheurs pourraient avoir trouvé une idée pour les intercepter. Ils envisagent de placer à l'affût, une constellation de satellites prêts à bondir.

'Oumuamua. À Hawaï, le terme signifie « éclaireur », « messager » ou encore « tendre la main ». Un nom poétique pour le tout premier objet interstellaire jamais détecté par les astronomes dans notre Système solaire. C'était en 2017. Les chercheurs y ont vu une incroyable opportunité d'en apprendre plus sur notre Univers et sur la façon dont se forment et évoluent les planètes.

VOIR AUSSILes origines mystérieuses de ‘Oumuamua sont-elles enfin résolues ?

Mais, pour réellement tirer des informations utiles de tels objets interstellaires, les astronomes auraient besoin de pouvoir les observer de près. Or, vus de notre Terre, ils sont généralement petits et peu lumineux. Difficiles à détecter à l'aide simplement de nos télescopes. Ou alors trop tard pour qu'il soit ensuite possible de lancer une mission à leur poursuite.

Pour remédier à cela, des chercheurs du MIT (Massachusetts Institute of Technology) présentent un concept de « fronde orbitale ». L'idée n'en est encore qu'au stade de l'étude de faisabilité qui devrait durer neuf mois. Mais les chercheurs envisagent de recourir à une constellation de statites. C'est ainsi que les astronomes nomment d'ores et déjà une future génération de satellites qu'ils imaginent pouvoir maintenir statiques -- signifiant qu'ils resteraient au-dessus d'un point donné -- grâce à une voile solaire.

Des statites pour intercepter les objets interstellaires

Cette voile, en effet, serait justement dimensionnée pour s'appuyer sur la pression du rayonnement solaire pour annuler la force gravitationnelle de notre étoile. Et ce, quelle que soit la distance. Une fois en place, ces statites pourraient donc planer indéfiniment jusqu'à détecter l'un de ces fameux objets interstellaires. Un peu comme une meute de chiens de garde.

Au passage d'un tel objet, le statite le mieux placé pourrait rapidement être lancé dans la bonne direction. Grâce à l'énergie stockée dans la voile solaire qui exploiterait l'attraction gravitationnelle du Soleil pour propulser le statite sur une trajectoire de chute libre vers l'objet interstellaire.

Le statite pourrait alors même placer un nanosatellite en orbite autour de l'objet afin de rassembler un maximum de données à son sujet, sur une longue période de temps. « Les missions de survol sont plus faciles à assurer, mais accompagner un objet interstellaire sur le long terme -- même si cela suppose une délicate synchronisation de vitesse -- pourrait vraiment nous permettre de tirer le meilleur de l'expérience », conclut Richard Linares, le professeur assistant à l'origine du projet dans un communiqué.

Source: https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/objet-interstellaire-satellites-pourraient-intercepter-asteroides-cometes-interstellaires-81031/?fbclid=IwAR2Uf04ZEVqZUiaH45XtpeEuDO9D8jrwdCsJ6MOpW6wpDIsQgXOc1ptw-EY#utm_content=futura&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=futura

Les dessous de la découverte des 19 nouveaux astéroïdes interstellaires

La découverte de la première population d'astéroïdes interstellaires ne s'est pas faite sur la base d'observations mais avec d'étonnantes simulations numériques nécessitant des millions de clones d'orbites et des dizaines de journées de calcul. Fathi Namouni, astronome et chercheur du CNRS au Laboratoire Lagrange de l'Observatoire de la Côte d'Azur nous explique comment, avec sa collègue Helena Morais, ils ont mis au point ces simulations très précises des orbites de ces astéroïdes permettant de « remonter le temps » et de retrouver leurs positions passées, au-delà de notre Système solaire.

L'étonnante découverte de 19 astéroïdes interstellaires a été rendue possible grâce à des simulations qu'ont pu réaliser Fathi Namouni, chercheur du CNRS au laboratoire Lagrange à l'observatoire de la Côte d'Azur (France) et sa consœur, le Dr Maria Helena Morais, de l'Universidade Estadual Paulista (Brésil).

Ces simulations ont été réalisées au Mésocentre de calcul intensif Sigamm (Simulations intensives en géophysique, astronomie, mécanique et mathématiques) de l'Observatoire de la Côte d'Azur. Elles ont consisté à reproduire le Système solaire et simuler l'orbite de ces objets jusqu'à l'époque où la formation des planètes s'est terminée, il y a plus ou moins 4,5 milliards d'années.

En complément des observatoires spatiaux et terrestres, les simulations numériques sont donc une autre façon de faire de l'astronomie. Cette technique moderne, qui s'appuie sur le big data et le calcul intensif, est devenue, comme dans d'autres domaines, un métier à part entière de la recherche en astronomie.

Si les simulations numériques sont essentiellement utilisées pour tester des théories, Fathi Namouni et Maria Helena Morais nous montrent qu'elles peuvent être utilisées pour reproduire des scènes passées, vieilles de plusieurs milliards d'années. Scènes qu'aucun observatoire spatial ou terrestre pourrait imager, quelles que soient les longueurs d'ondes.

VOIR AUSSIDécouverte d'au moins 19 astéroïdes d'origine extrasolaire !

Laissons la parole à Fathi Namouni

Futura : Comment simule-t-on l'histoire de 19 astéroïdes ?

Fathi Namouni : Pour chaque astéroïde, nous répliquons son orbite en 1 million de clones pour couvrir avec une grande précision l'erreur observationnelle de son orbite. Ensuite, nous simulons le mouvement de chacun des clones en remontant le temps à 4,5 milliards d'années dans le passé, l'époque où le disque qui avait donné naissance à tous les astéroïdes nés autour du soleil était compact. Compact veut dire qu'il était quasiment plat et ne s'étendait pas au-delà de l'orbite actuelle de Neptune (situé à 40 fois la distance Terre-Soleil).

Quelles données obtenez-vous ?

Fathi Namouni : Nous obtenons de l'essaim de clones, pour un astéroïde donné, une distribution statistique (ou de probabilité) qui représente les attributs de l'orbite originelle. La dispersion statistique des clones est due au phénomène du chaos. Nous utilisons la distribution statistique pour connaître les propriétés orbitales originelles de l'astéroïde en question 4,5 milliards d'années dans le passé.

Quelle puissance de calcul a été nécessaire ?

Fathi Namouni : Nous avons utilisé la machine Sigamm hébergée à l'Observatoire de la Côte d'Azur. Sa capacité de calcul est de 52 Tera-Flops (52 x 10^12 Opérations FLottantes par Seconde).

Combien de temps ont duré ces simulations ?

Fathi Namouni : Pour chaque astéroïde, le calcul aurait pris deux semaines si j'avais eu la machine pour moi tout seul. Dans la pratique, comme la machine est partagée avec d'autres utilisateurs, un mois par astéroïde a été nécessaire, soit 20 mois pour toute l'étude.

Comment s'assurer que les résultats ne sont pas faussés, voire qu'ils ne comportent pas d'erreurs de calcul ?

Fathi Namouni : Les résultats sont robustes, car notre simulation n'est pas un modèle de formation à paramètres dont l'issue dépend de la valeur de ces paramètres comme par exemple les modèles où l'on part d'un disque de planétésimaux, et on essaie de voir comment obtenir la configuration actuelle du système solaire. Nous simulons précisément le mouvement de chaque clone. Le seul paramètre qui entre dans cette étude est la taille de l'échantillon de clones pour chaque object (1 million). Si je pouvais mettre 1 milliard de clones, les courbes des distributions de probabilité seront bien plus lisses mais ne changeront pas. Au contraire, si j'avais mis 100.000 clones par objet, les courbes auraient été plus « pixélisées ». Les courbes ne changent pas car il n'y a aucun paramètre dans la simulation du mouvement d'un clone.

Cette simulation numérique a-t-elle permis d'autres découvertes ?

Fathi Namouni : Oui. Elle a mis en évidence des faits auxquels nous ne nous attendions pas. Par exemple, une des surprises a été que 8 des 17 Centaures ont des temps médians de vie très similaires (regroupés autour de 2,4 millions d'années avec une dispersion de 0,2 million d'années). Ce genre de regroupement n'a jamais été mis en évidence et pourrait indiquer que ces corps ont été capturés dans un même et unique évènement. On ne peut pas actuellement prouver que cet évènement a eu lieu car la résolution d'1 million de clones par objet n'est pas suffisante pour ce type de diagnostic.

Le système planétaire d'origine de ces astéroïdes a-t-il été localisé ?

Fathi Namouni : Non. Nous arrêtons la simulation à 4,5 milliards d'années dans le passé. Pour avoir une idée de l'origine de ces objets, il faudrait simuler leur processus de capture dans l'amas stellaire où est né le Soleil.

Quelle est l'étape suivante ?

Fathi Namouni : Dans l'immédiat, c'est monter en puissance de calcul (Peta-Flops) et augmenter le nombre de clones à 100 millions afin de lisser les probabilités de distribution et découvrir les évènements où les captures simultanées ont lieu. Comme cela, on pourra associer les centaures à des groupes de capture commune. Cela nous aidera à comprendre leur origine.

Un de ces 19 objets vous paraît-il intéressant pour envisager d'envoyer une sonde autour, voire un atterrisseur ?

Fathi Namouni : On ne connait pas vraiment les masses précises ; du coup, on ne peut pas faire de choix. Quand ces objets seront mieux observés, nous pourrons définir la cible optimale non seulement par rapport à la taille mais aussi par rapport à sa vitesse relative par rapport à la Terre afin de pouvoir non seulement s'en approcher mais peut-être s'y poser.

Source: https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/asteroides-dessous-decouverte-19-nouveaux-asteroides-interstellaires-80727/?fbclid=IwAR2LwNkG0iJ4Y3fposuiNgyfV8la1DKHi8xbhE6yePc3MkmYfUMO11eAIFk#utm_content=futura&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=futura

La comète interstellaire Borisov viendrait d'une étoile naine rouge

Laurent Sacco

La chevelure de la comète interstellaire Borisov a été analysée avec le télescope Hubble et sa composition s'est finalement révélée atypique par rapport à celles des comètes nées dans le Système solaire. Son contenu en monoxyde de carbone laisse penser qu'elle s'est formée autour d'une étoile peu lumineuse, une naine rouge.

Comète 2l/Borisov : quel est cet objet interstellaire ?  Dans ce petit film, nous vous racontons l’histoire de la comète interstellaire 2I/Borisov. Une histoire qui débute, pour nous Terriens, fin août 2019 quand nous l’avons croisée du regard pour la première fois, mais qui a commencé il y a des dizaines ou des centaines de millions d’années, voire même plus… car nous ne connaissons pas encore l'âge de cet objet venu d’ailleurs. 

La nature exacte des comètes n'a commencé à être comprise que depuis quatre siècles. Le premier astronome qui a montré qu'il s'agissait de corps célestes voyageant bien au-delà de l'orbite lunaire a été le Bâtisseur du Ciel, Tycho Brahe. Mais, c'est à son futur collègue états-uniens, Fred Whipple, que l'on doit le premier modèle physique correct des comètes au début des années 1950. Elles y sont décrites comme des petits corps célestes glacés contenant de la matière primordiale datant des premiers temps de la formation du Système solaire et, pour partie d'entre elles, mises au congélateur dans la ceinture de Kuiper et le nuage d’Oort à des milliards de kilomètres du Soleil.

Les comètes pouvaient donc être vues comme des mémoires, fidèles et inchangées, des conditions régnant dans le disque protoplanétaire à l'origine des planètes du Système solaire. Enfin, contenant de l'eau et de la matière organique, elles pouvaient avoir joué un rôle dans l'apparition de la vie sur Terre en apportant, par leur bombardement intense il y a des milliards d'années, tous les éléments d'une chimie prébiotique. On comprend donc aisément que plusieurs missions destinées à l'étude des comètes, et surtout au retour sur Terre du matériau cométaire, aient été réalisées ces dernières années ; la plus spectaculaire étant la mission Rosetta.

Les comètes, la mémoire de la formation planétaire

Or, voilà qu'a été récemment découverte l'existence d'au moins une comète interstellaire formée dans un autre système planétaire et qui traverse en ce moment même notre Système solaire. Il s'agit de la comète 2I / Borisov baptisée en l'honneur de son découvreur à la fin de l'été dernier par le chasseur de comètes Gennadiy Borisov, en Crimée. Elle s'est approchée près du Soleil vers la fin du mois de décembre 2019 et elle s'en éloigne depuis.

Ce fut l'occasion d'étudier plus précisément sa composition à l'aide du télescope Hubble et du réseau de radiotélescope Alma. Il s'agissait en effet d'une opportunité extraordinaire pour faire progresser la cosmochimie dans ce qu'elle peut nous apprendre sur la formation des exoplanètes et donc aussi l'exobiologie. On pouvait tenter de mieux répondre à des questions concernant le caractère unique ou non de notre Système solaire et donc aussi sur la fréquence des conditions favorables à l'apparition de planètes, comme la Terre, pouvant héberger la vie.
 

Les astrophysiciens viennent de publier un article dans Nature Astronomy, mais que l'on peut consulter en accès libre sur arXiv, qui exposent les résultats d'observation faites dans le domaine des ultraviolets avec le télescope Hubble dont on va très bientôt fêter les 30 ans de bons et loyaux services dans l'espace. Dans la coma de 2I / Borisov, le halo à peu près sphérique entourant le noyau, est constitué de particules neutres de gaz et de poussières libérées sous forme de jets lorsque la comète se rapproche du soleil, provoquant la sublimation de ses glaces ; l'équipe internationale de chercheurs a découvert avec surprise que le monoxyde de carbone (CO) était au moins 50 % plus abondant que la glace d'eau -- une valeur de plus de trois fois supérieure à la moyenne de toute comète mesurée dans le Système solaire interne. Jusqu'à présent, 2I / Borisov semblait en fait similaire à celles connues de l'humanité.

« Même si la composition des comètes dans notre Système solaire peut varier considérablement d'une comète à l'autre, nous n'avons jamais vu une comète aussi proche du Soleil avec autant de monoxyde de carbone par rapport à l'eau », a ainsi expliqué Kathleen Mandt, planétologue au Johns Hopkins Applied Physics Laboratory à Laurel, Maryland (USA). Membre de l'équipe derrière la publication sur 2I / Borisov, elle avait utilisé avec ses collègue le spectrographe Cosmic Origins de Hubble pour étudier la comète sur quatre périodes de décembre 2019 à janvier 2020.

Une comète née au-delà de la ligne des neiges d'une naine rouge

Or, il se trouve que le monoxyde de carbone est une molécule extrêmement volatile dont la glace se sublime dans le vide à très basses températures et donc à grande distance du rayonnement d'une étoile. Dans le cas du Système solaire, ce type de glace n'existe qu'à partir d'environ 18 milliards de kilomètres du Soleil -- près de trois fois la distance entre Pluton et le Soleil à son point le plus éloigné. L'eau, en revanche, résiste à la sublimation dans le cas d'une comète jusqu'à ce qu'elle se trouve entre Mars et le bord intérieur de la ceinture d'astéroïdes.

2I / Borisov doit donc avoir passé beaucoup de temps dans des régions très froides autour d'une étoile mais le fait qu'elle soit devenue un objet interstellaire implique qu'elle a dû passer non très loin d'une planète géante pour que des perturbations gravitationnelles importantes l'éjectent sur une orbite hyperbolique. Or, ce type de planète ne peut pas se former trop loin d'une étoile.

Il semble que la façon la plus simple et la plus plausible de résoudre la contradiction est de faire naître 2I / Borisov dans l'environnement d'une naine rouge -- ce qui avait déjà été proposé comme Futura l'expliquait dans le précédent article ci-dessous. En effet, on sait que les systèmes planétaires sont plus compacts autour de ces astres moins lumineux que le Soleil et ont donc des régions froides relativement plus proches que celles qui seraient requises pour former un objet comme 2I / Borisov autour de notre étoile hôte. Avec environ la moitié de la masse du Soleil et un dixième de sa luminosité, la ligne de neige au-delà de laquelle de la glace de CO peut se former est en effet 18 fois plus près que dans notre Système solaire.

N'oublions pas aussi que les naines rouges sont les étoiles les plus nombreuses dans la Voie lactée, ce qui veut dire qu'une comète interstellaire a plus de chance de naître autour de ces astres qu'autour de naines jaunes ressemblant au Soleil. Pour Dennis Bodewits, le principal auteur de l'article de Nature Astronomy, astrophysicien à l'Université Auburn, en Alabama : « Les origines et la formation de nos propres comètes ne sont pas bien comprises. Nous espérons que la différence entre les comètes du Système solaire et les objets futurs comme celui-ci nous aidera à mieux étudier la formation et l'évolution des comètes ».

Source: https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/objet-interstellaire-comete-interstellaire-borisov-viendrait-etoile-naine-rouge-77905/#utm_content=futura&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=futura

Découverte d'au moins 19 astéroïdes d'origine extrasolaire !

Deux scientifiques, le Français Fathi Namouni, astronome à l'Observatoire de la Côte d'Azur (France) et sa consœur le Dr Maria Helena Morais de l'Universidade Estadual Paulista (Brésil), annoncent avoir découvert, à l'aide d'une simulation numérique, la première population d'astéroïdes « venus d'ailleurs » qui aurait été capturée par notre Système solaire, il y a près de 4,5 milliards d'années ! 

Après la découverte des deux premiers objets interstellaires traversant le Système solaire, ‘Oumuamua en octobre 2017 et 2I/Borisov en août 2019, de nombreux astronomes étaient convaincus que ces objets sont plus courants qu'on ne le pense. Avec des moyens d'observations spatiaux et terrestres qui se perfectionnent à chaque changement de génération, on s'attend à découvrir bien plus de ces objets dans les années à venir. Aujourd'hui, Fathi Namouni, astronome à l'Observatoire de la Côte d'Azur (France) et sa consœur, le Dr Maria Helena Morais de l'Universidade Estadual Paulista (Brésil), annoncent la découverte de 19 astéroïdes d'origine extrasolaire présents dans le Système solaire depuis sa formation, il y a quelque 4,5 milliards d'années.

Leurs travaux, qui s'appuient sur des simulations numériques rendues possibles grâce au Mésocentre de calcul intensif SIGAMM de l'Observatoire de la Côte d'Azur, prouvent que ces 19 objets ont tous orbité autour d'une autre étoile avant de rejoindre notre système ! Ces travaux sont publiés dans la revue MNRAS, le 23 avril 2020.

Précisons que cette découverte porte sur l'origine de ces objets et non pas sur leur existence. Ces 19 astéroïdes ne sont pas inconnus des astronomes. Dix-sept appartiennent à la famille des Centaures et deux sont des objets transneptuniens. Ces deux catégories d'objets rassemblent probablement les corps les plus primitifs du Système solaire car ils contiennent le matériau thermiquement le moins perturbé. Quant aux Centaures, ils ont comme autre particularité, qui interroge, des orbites pour le moins surprenantes avec des excentricités modérées à élevées et pouvant être inclinées de quelques degrés par rapport au plan invariable du Système solaire à près de 180°, entraînant un mouvement rétrograde. L'origine de ces deux populations d'objets a toujours été un sujet de débat.

Comme le montre l'étude des chercheurs, ces 19 astéroïdes proviennent de l'extérieur du Système solaire. Ils auraient été capturés par le Soleil à un autre système planétaire en formation alors situé à proximité du Soleil et sa sphère d'influence gravitationnelle. À cette époque, celui-ci se trouvait alors dans un amas d'étoiles où la proximité donnait lieu à de fortes interactions gravitationnelles qui ont permis aux différents systèmes de capturer des astéroïdes d'un autre système. À la différence des astéroïdes 'Oumuamua et 2I/Borisov, qui ne sont que de passage dans notre système, ces 19 astéroïdes sont présents depuis presque la naissance du Système solaire.

Des astéroïdes bien au-delà de la sphère d’influence gravitationnelle du Soleil

Contrairement à 'Oumuamua et 2I/Borisov qui ont été découverts par des observations directes, ce sont des simulations numériques, conçues pour retracer l'histoire des premiers instants du Système solaire, qui ont permis aux deux astronomes de déterminer l'origine extrasolaire de ces 19 astéroïdes. Pour la retracer, les deux chercheurs ont mis au point une simulation très précise des orbites de ces astéroïdes permettant de « remonter le temps » et de retrouver leurs positions passées.

À l'époque de la formation du Système solaire, les simulations numériques indiquent que si les objets de notre système gravitaient déjà autour du Soleil il y a 4,5 milliards d'années dans le même plan du disque de poussières et de gaz dans lequel ils s'étaient formés, ces 19 Centaures devaient se trouver dans un plan perpendiculaire aux mouvements planétaires à cette époque, mais aussi qu'ils se trouvaient loin du disque à l'origine des astéroïdes de notre système. 

Cette découverte de toute une population d'astéroïdes interstellaires est une rare occasion d'améliorer nos connaissances sur l'histoire de la formation du Système solaire sous un angle très inhabituel. À partir des spectres qui seront réalisés dans le futur, pour voir s'ils sont différents de ceux des astéroïdes de notre Système solaire, les astronomes pourront se faire une idée précise des différences de composition physique et chimique entre ces deux origines. Les astronomes souhaitent également comprendre le processus de capture de ces astéroïdes et le rôle qu'a pu avoir la matière interstellaire dans l'enrichissement chimique du Système solaire et façonner son évolution.

Futures cibles de la mission Comet Interceptor ?

Cette découverte renforce l'attrait d'une mission à destination de cette population d'astéroïdes, qui pourrait devenir une priorité. La mission Comet Interceptor de l'Agence spatiale européenne (ESA), sélectionnée en juin 2019, a pour particularité de ne pas avoir de cibles ! En effet, plutôt que d'attribuer une cible connue bien avant le lancement de la mission, l'ESA a décidé d'innover. Comet Interceptor sera positionnée au point de Lagrange 2 et se mettra en chasse dès qu'une comète à longue période, ou un objet interstellaire, entrera dans le Système solaire interne. Mais, comme le suggèrent, déjà, quelques astronomes, plutôt que d'attendre l'arrivée dans le Système solaire d'un nouveau 'Oumuamua, l'agence spatiale européenne devrait étudier la faisabilité technique d'attribuer comme cible à cette mission, un ou plusieurs de ces 19 astéroïdes extrasolaires. À suivre donc.

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Source: https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/objet-interstellaire-decouverte-moins-19-asteroides-origine-extrasolaire-80705/?fbclid=IwAR1FExyJZiAqQ1ypuU12kJAYfU54kuCRRqXcqBpCUfW3Od_DyayaLK4uaWY#utm_content=futura&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=futura

Le mystère des origines de ʻOumuamua enfin résolu ?

Laurent Sacco

Des simulations numériques, selon un scénario faisant intervenir les forces de marée d'une naine rouge, rendent compte pour la première fois des étranges caractéristiques de ʻOumuamua. L'objet interstellaire serait le fragment d'un corps céleste détruit et déformé par ces forces lorsqu'il est passé trop près de son étoile hôte.

On se souvient de la surprise grandissante des astronomes à la suite de la détection en octobre 2017 du passage de 1I/2017 U1, plus connu désormais sous le nom de ʻOumuamua, un nom d'origine hawaïenne, en partie parce qu'il avait été identifié à l'aide du Pan-Starrs (acronyme de Panoramic Survey Telescope And Rapid Response System), un instrument présent au sommet du Haleakalā, à Maui (Hawaï).

Sa vitesse et sa trajectoire impliquaient nécessairement qu'il s'agissait d'un voyageur interstellaire, un corps céleste formé au-delà du Système solaire. Mais ce qui était le plus étonnant avec ʻOumuamua, ce n'était pas tellement le fait qu'il soit sur une trajectoire hyperbolique le conduisant à quitter à tout jamais le Système solaire à près de 90 km/s. Non, c'était sa forme totalement inédite qui était stupéfiante.

L'histoire de la découverte de ʻOumuamua, le premier visiteur d'un autre système d'étoiles, par l'astronome Karen J. Meech. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © TED

D'aspect rougeâtre, ʻOumuamua semblait être visiblement en forme de cigare avec une longueur 10 fois plus élevée que sa largeur -- certaines estimations lui attribuaient une longueur de 800 mètres pour une largeur de 80 mètres environ. Cette particularité était telle que l'on s'est demandé à un moment s'il ne pouvait pas s'agir d'un artefact d'une civilisation extraterrestre avancée, un peu comme dans le célèbre roman d'Arthur Clarke, Rendez-vous avec Rama. Mais le programme Seti n'a rien découvert à son sujet en tentant de l'écouter faire des transmissions radio et, de l'avis de la communauté scientifique, nous étions en présence d'un objet similaire à un astéroïde, voire une comète, mais très appauvrie en éléments volatils, semblait-il.

ʻOumuamua, un fragment de comète détruit par des forces de marée ?

Pour tenter de rendre compte de sa forme étrange, jamais vue pour un astéroïde ou une comète dans le Système solaire, Sean Raymond, du laboratoire d'Astrophysique de l'université de Bordeaux, avait publié avec ses collègues Philip J. Armitage et Dimitri Verasun un article que l'on peut consulter sur arXiv. Les trois astrophysiciens faisaient intervenir les forces de marée d'une planète géante autour d'une autre étoile, près de laquelle un corps cométaire serait passé trop près et qui aurait été fragmenté un peu comme dans le cas de la fameuse comète Shoemaker-Levy 9 avant que l'un des fragments ne soit éjecté dans l'espace interstellaire comme l'explique plus en détail Sean Raymond dans la vidéo ci-dessous.

Mojo, pour Modeling the origin of jovian planets, c'est-à-dire modélisation de l'origine des planètes joviennes, est un projet de recherche qui a donné lieu à une série de vidéos présentant la théorie de l'origine du Système solaire et en particulier des géantes gazeuses. On les doit à deux spécialistes réputés, Alessandro Morbidelli et Sean Raymond. Dans cette vidéo, une hypothèse concernant l'origine de ʻOumuamua est expliquée. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Laurence Honnorat

Aujourd'hui, c'est un scénario similaire qui vient d'être exposé dans un article de Nature Astronomy par deux collègues de Sean Raymond, Yun Zhang du laboratoire Lagrange (Université Côté d'Azur - Observatoire de la Côte d'Azur - CNRS) et Doug Lin, du Department of Astronomy and Astrophysics, de l'University of California à Santa Cruz. Les deux chercheurs ont conduit des simulations qui, pour la première fois, semblent rendre compte de l'ensemble des caractéristiques étonnantes de ʻOumuamua.

Rappelons que ʻOumuamua n'a pas été observé en train de dégazer directement à la manière d'une comète alors qu'on aurait pu s'y attendre. En effet, selon l'exemple du Système solaire et les calculs faits, il est plus facile et plus fréquent d'éjecter un corps cométaire sur une orbite très excentrique l'ayant conduit à passer trop près d'une planète géante ou d'une étoile qu'un astéroïde. On devait donc s'attendre à ce que ʻOumuamua soit un corps cométaire riche en eau et éléments volatils. Cela ne semble pas être le cas.

Une naine rouge à l'origine de ʻOumuamua  ?

Pour résoudre cette énigme et rendre compte de la forme très allongée de ʻOumuamua, Yun Zhang et Doug Lin ont fait intervenir le passage très rapproché d'un corps constitué d'un agrégat de roches mais aussi de glace, une situation souvent rencontrée dans le Système solaire, avec l'étoile hôte de son système planétaire d'origine. Sa masse est de la moitié de celle du Soleil dans les simulations numériques effectuées, cela fait d'elle une naine rouge de type M, les étoiles les plus nombreuses dans la Voie lactée. Surtout, la théorie de la structure stellaire nous dit qu'une telle étoile est particulièrement dense, ce qui la dote d'une région étendue où ses forces de marée peuvent détruire un corps céleste. Il s'agit donc d'une situation qui devrait être la plus fréquente dans un scénario avec destruction, puis éjection d'un petit corps céleste par la force de gravité d'une étoile.

L'effet de ces forces a donc été testé sur ordinateur en prenant un corps céleste d'environ 100 mètres de diamètre sur une trajectoire très elliptique, donc avec une forte excentricité, et dont la distance moyenne à l'étoile est de plusieurs milliers de fois la distance de la Terre au Soleil, ce qui est nécessaire pour que les fragments produits par sa destruction soient éjectés dans le milieu interstellaire comme l'explique un communiqué du laboratoire Lagrange.

Les calculs montrent que les forces de marée vont alors d'abord étirer, puis fragmenter le corps céleste qui va ensuite se disloquer en donnant des corps de la forme de celle attribuée à ʻOumuamua. Mieux, la modélisation indique également que le passage proche de la naine rouge va conduire les fragments à s'échauffer suffisamment pour que les roches fondent en surface en plus de produire une vaporisation de la glace. Au final, quelques heures après l'équivalent du passage au périhélie du Soleil, la surface se refroidit en donnant une croûte silicatée dépourvue d'eau et appauvrie en éléments volatils. Elle ressemble alors plus à celle d'un astéroïde qu'à celle d'une comète, surtout du fait du frittage des silicates dans la croûte, la cohésion de l'objet se trouve augmentée lorsqu'il continue à être déformé et que les roches ne sont pas encore totalement refroidies.

Au final, il resterait quand même un réservoir de glace, que ce soit d'eau ou de composés carbonés comme le monoxyde (CO) et le dioxyde de carbone (CO₂) dès que l'on descend à plus d'un mètre de profondeur sous la croûte. Même si ʻOumuamua n'a pas présenté d'activité cométaire sous le regard des télescopes, les mécaniciens célestes avaient tout de même constaté une petite accélération anormale, dont ne pouvait rendre compte l'attraction des corps du Système solaire, lorsque l'objet interstellaire s'était approché du Soleil. On peut expliquer cette anomalie si un faible dégazage s'est tout de même produit, ce qui est cohérent avec le scénario faisant tout de même de 'Oumuamua un corps cométaire. Nul besoin de ressusciter pour cela l'hypothèse de la sonde interstellaire E.T comme certains l’ont proposé.

Des myriades de ʻOumuamua dans la Voie lactée et porteurs de vie ?

Si les chercheurs ont raison, ʻOumuamua serait la pointe émergée d'une population d'objets interstellaires qui auraient pris naissance dans les équivalents de la fameuse ceinture cométaire de Oort autour du Soleil, mais autour des naines rouges. Ce seront donc initialement des cousins des comètes longues périodes observées dans le Système solaire, des corps de taille kilométrique nés loin du Soleil et qui sont projetés en sa direction par des perturbations gravitationnelles lors du passage rapproché d'une étoile comme ce fut le cas il y a 70.000 ans, une petite étoile binaire baptisée étoile de Scholz, qui serait passée à 0,8 voire 0,6 année-lumière du Soleil.

On s'attend à ce que, en moyenne, chaque système planétaire éjecte au total une centaine de milliards d'objets comme ʻOumuamua. Selon les chercheurs, certains des corps parents pourraient tout à fait être aussi des superterres ou des mini-Neptune, détruites là aussi par des forces de marée. Comme ces objets sont très nombreux et qu'ils doivent passer à côté d'exoterres peut-être habitées, comme ce fut le cas pour 'Oumuamua avec la Terre, il est possible de s'interroger sur leur rôle dans le cadre de la théorie de la panspermie.

« C'est un tout nouveau domaine. Ces objets interstellaires pourraient fournir des indices critiques sur la façon dont les systèmes planétaires se forment et évoluent », explique donc Yun Zhang, et selon Doug Lin, « ʻOumuamua n'est que la pointe de l'iceberg. Nous prévoyons que de nombreux autres visiteurs interstellaires avec des traits similaires seront découverts par une observation prochaine avec le futur Observatoire Vera C. Rubin ».

Source: https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/objet-interstellaire-mystere-origines-%CA%BBoumuamua-enfin-resolu-78536/?fbclid=IwAR29TYX6RwplQJX4XhfL70LtX50AClq6vWx1ubEpcYKoDJMNNFckMjbhWwg#utm_content=futura&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=futura