Cette image montre une impression d’artiste de ce à quoi pourrait ressembler la surface de la comète 2I/Borisov. Crédit : ESO/M. Kormesser
En 2019, les astronomes ont repéré quelque chose d’incroyable dans notre arrière-cour : une comète rebelle d’un autre système stellaire. Nommée Borisov, la boule de neige glacée a parcouru 110 000 milles à l’heure et a marqué la première et la seule comète interstellaire jamais détectée par l’homme.
Mais et si ces visiteurs interstellaires – comètes, météores, astéroïdes et autres débris d’au-delà de notre système solaire – étaient plus fréquents qu’on ne le pense ?
Dans une nouvelle étude publiée aujourd’hui (23 août 2021) dans le Avis mensuels de la Royal Astronomical Society, les astronomes Amir Siraj et Avi Loeb au Center for Astrophysics | Harvard et Smithsonian (CfA) présentent de nouveaux calculs montrant que dans le nuage d’Oort – une coquille de débris dans les confins de notre système solaire – les objets interstellaires sont plus nombreux que les objets appartenant à notre système solaire.
“Avant la détection de la première comète interstellaire, nous n’avions aucune idée du nombre d’objets interstellaires dans notre système solaire, mais la théorie sur la formation des systèmes planétaires suggère qu’il devrait y avoir moins de visiteurs que de résidents permanents”, explique Siraj, un concurrent étudiant de premier cycle et des cycles supérieurs au département d’astronomie de Harvard et auteur principal de l’étude. « Maintenant, nous constatons qu’il pourrait y avoir beaucoup plus de visiteurs. »
Détectée en 2019, la comète Borisov a été la première comète interstellaire connue à avoir traversé notre système solaire. Crédit : NASA, ESA et D. Jewitt (UCLA)
Les calculs, effectués à partir des conclusions tirées de Borisov, comportent des incertitudes importantes, souligne Siraj. Mais même après avoir pris ces éléments en considération, les visiteurs interstellaires l’emportent sur les objets originaires du système solaire.
« Disons que je regarde un tronçon de chemin de fer d’un kilomètre de long pendant une journée et que j’observe une voiture le traverser. Je peux dire que, ce jour-là, le taux observé de voitures traversant la section de chemin de fer était d’une par jour par mile », explique Siraj. “Mais si j’ai une raison de croire que l’observation n’était pas un événement ponctuel – disons, en remarquant une paire de barrières de passage construites pour les voitures – alors je peux aller plus loin et commencer à tirer des conclusions statistiques sur l’ensemble taux de voitures traversant ce tronçon de voie ferrée.
Mais s’il y a tant de visiteurs interstellaires, pourquoi n’en avons-nous jamais vu qu’un ?
Nous n’avons tout simplement pas encore la technologie pour les voir, dit Siraj.
Considérez, dit-il, que le nuage d’Oort s’étend sur une région située entre 200 et 100 000 milliards de kilomètres de notre Soleil, et contrairement aux étoiles, les objets du nuage d’Oort ne produisent pas leur propre lumière. Ces deux facteurs rendent les débris dans le système solaire externe incroyablement difficiles à voir.
L’astrophysicien principal Matthew Holman, qui n’a pas participé à la recherche, déclare que les résultats de l’étude sont passionnants car ils ont des implications pour des objets encore plus proches que le nuage d’Oort.
“Ces résultats suggèrent que les abondances d’objets interstellaires et des nuages d’Oort sont comparables plus près du Soleil que Saturne. Cela peut être testé avec les études actuelles et futures du système solaire », explique Holman, ancien directeur du Minor Planet Center de la CfA, qui suit les comètes, les astéroïdes et autres débris dans le système solaire.
« Quand on regarde les données sur les astéroïdes dans cette région, la question est : y a-t-il des astéroïdes qui sont vraiment interstellaires que nous ne reconnaissions tout simplement pas auparavant ? » il demande.
Holman explique qu’il y a des astéroïdes qui sont détectés mais qui ne sont pas observés ou suivis année après année. “Nous pensons que ce sont des astéroïdes, puis nous les perdons sans faire un examen détaillé.”
Loeb, co-auteur de l’étude et professeur d’astronomie à Harvard, ajoute que « les objets interstellaires dans la région planétaire du système solaire seraient rares, mais nos résultats montrent clairement qu’ils sont plus courants que les matériaux du système solaire dans les zones sombres du nuage d’Oort. “
Les observations avec la technologie de nouvelle génération peuvent aider à confirmer les résultats de l’équipe.
Le lancement de l’observatoire Vera C. Rubin, prévu pour 2022, « fera sauter les recherches précédentes d’objets interstellaires hors de l’eau », dit Siraj, et, espérons-le, aidera à détecter beaucoup plus de visiteurs comme Borisov.
Les Enquête sur l’occultation automatisée transneptunienne (TAOS II), qui est spécialement conçu pour détecter les comètes aux confins de notre système solaire, pourrait également être en mesure de détecter l’un de ces passants. TAOS II pourrait être mis en ligne dès cette année.
L’abondance d’objets interstellaires dans le nuage d’Oort suggère qu’il reste beaucoup plus de débris de la formation de systèmes planétaires qu’on ne le pensait auparavant, dit Siraj.
“Nos résultats montrent que les objets interstellaires peuvent imposer des contraintes intéressantes sur les processus de formation du système planétaire, car leur abondance implicite nécessite l’éjection d’une masse importante de matière sous forme de planétésimaux”, explique Siraj. “Avec des études d’observation des disques protoplanétaires et des approches informatiques de la formation des planètes, l’étude des objets interstellaires pourrait nous aider à percer les secrets de la formation de notre système planétaire – et d’autres.”
Référence : « Interstellar objects outnumber Solar system objects in the Oort cloud » par A Siraj et A Loeb, 23 août 2021, Avis mensuels de la Royal Astronomical Society : lettres.
DOI : 10.1093/mnrasl/dalle084
