Illustration du premier astéroïde interstellaire de nature finalement cométaire jamais découvert, ʻOumuamua. © ESA/Hubble, Nasa, ESO, M. Kornmesser

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ʻOumuamua serait bien une comète

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Rebondissement dans la détermination de la nature du fameux astéroïde interstellaire 'Oumuamua. La mesure précise de sa trajectoire indique un mouvement anormal qui ne s'explique que par un très léger dégazage... du type de celui d'une comète, même si aucune queue n'est visible.

Lorsqu'il a été repéré le 19 octobre 2017 par le télescope Pan-Starrs 1, installé sur l'observatoire du Haleakalā, à Hawaï, l'objet désormais mondialement célèbre sous le nom de 'Oumuamua a d'abord été classé comme une comète, en l'occurrence C/2017 U1. D'autres télescopes sont rapidement entrés dans la danse dans les semaines qui ont suivi pour préciser ses paramètres orbitaux, sa composition et sa forme, comme le télescope Canada-France-Hawaï (CFHT), le VLT de l'ESO et le télescope Gemini South au Chili. Ils ont révélé plusieurs caractéristiques intrigantes, comme une forme très allongée et surtout l'excentricité orbitale la plus élevée jamais observée pour un petit corps céleste : 1,20. Une telle excentricité indique une orbite hyperbolique et une vitesse élevée, qui ne sont pas compatibles avec un objet appartenant au Système solaire. Passant plus près du Soleil que la Terre, C/2017 U1 aurait dû dégazer, produisant une queue et une chevelure cométaire.

Ce ne fut pas le cas, ce qui conduisit la majorité des astronomes à penser que C/2017 U1 était en fait un astéroïde et surtout un astéroïde d'origine interstellaire. Sa forme allongée, vraiment atypique, évoquait irrésistiblement le fameux roman de hard science-fiction d'Arthur Clarke : Rendez-vous avec Rama. Bien que l'hypothèse soit très improbable, il ne coûtait pas grand-chose de tenter d'étudier d'éventuelles émissions de messages radio dans la cadre du programme Seti, au cas où 'Oumuamua aurait été une sonde extraterrestre. Les résultats ont été négatifs comme on le sait.

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 'Oumuamua 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

'Oumuamua, un fragment de planétésimal de nature cométaire ?

Les chercheurs ont continué d'étudier l'objet d'abord renommé A/2017 U1 puis finalement 1I/2017 U1 pour indiquer qu'il était le premier astéroïde interstellaire d'origine incontestable. Il a aussi été baptisé plus affectueusement `Oumuamua, qui se prononce « oh-mou-ah-mou-ah », ce qui signifie « scout » en hawaïen. Les travaux théoriques ont également cherché à rendre compte de l'étrange forme allongée de 1I/2017 U1, de son origine probable et et ont tenté d'évaluer à quelle fréquence le Système solaire était visité par de tels objets interstellaires.

Un des articles sur la question (en accès libre sur arXiv) est signé de l'astronome Sean Raymond du Laboratoire d'astrophysique de Bordeaux (connu pour ses travaux sur les migrations planétaires et l'origine de l'eau de la Terre via le scénario du « Grand Tack » avec ses collègues Philip J. Armitage (connu pour ses travaux et son livre sur la formation des systèmes planétaires), et Dimitri Veras, qui a travaillé sur le destin final des systèmes planétaires.

Un schéma expliquant la théorie de l'origine de 'Oumuamua proposée par Sean Raymond, Philip Armitage et Dimitri Veras. © Sean Raymond

Les trois astronomes avançaient, calculs à l'appui, que `Oumuamua était probablement un fragment d'un planétésimal (un petit corps céleste de quelques kilomètres à quelques dizaines de kilomètres qui se forme précocement lors de la naissance d'un système planétaire) de composition proche de celle des comètes, détruit par son passage trop près d'une planète géante dans un système planétaire en formation, comme l'explique dans la vidéo précédente Sean Raymond.

Aujourd'hui, une équipe internationale d'astronomes, dirigée par Marco Micheli, de l'Esa, et Karen Meech, de l'université d'Hawaï (qui participé à la découverte ainsi qu'à la caractérisation de 1I/2017 U1 en 2017) vient de publier un article dans Nature qui accrédite l'hypothèse proposée par Raymond, Armitage et Veras.

Les astronomes ont découvert qu’`Oumuamua, le premier bolide interstellaire découvert au sein du Système solaire, s’éloigne du Soleil plus rapidement qu’estimé. Grâce aux données acquises par le VLT de l’ESO et le télescope spatial Hubble (Nasa-ESA), une équipe de chercheurs a conclu qu’`Oumuamua traverse vraisemblablement une phase de dégazage – suggérant que cet énigmatique nomade interstellaire s’apparente davantage à une comète qu’à un astéroïde. 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 ». © Eso

'Oumuamua, un corps céleste qui dégaze comme une comète atypique

Les mesures astrométriques fournies par le CFHT, VLT et le télescope Hubble ont permis une bonne caractérisation de la trajectoire de 'Oumuamua. À la surprise des astronomes, l'astéroïde interstellaire ne se comportait pas comme si il était très majoritairement soumis à la force de gravitation du Soleil et des planètes du Système solaire. Sa vitesse, 114.000 km/h au début du mois de juin 2018, est très légèrement plus grande que prévue par les lois de la mécanique céleste (même en faisant intervenir les effets de la relativité générale) et les forces impliquées.

Les chercheurs se sont mis à envisager plusieurs hypothèses, comme la nécessité de prendre en compte différemment la pression du rayonnement solaire ou l'effet Yarkovsky, voire de considérer que 1I/2017 U1 soit un corps magnétisé en interaction avec le vent solaire (l'astéroïde 9969 Braille est connu pour ce phénomène). Mais la seule qui semble coller aux observations est celle d'un faible dégazage du même type que celui d'un objet cométaire.

Mais pourquoi n'observe-t-on pas de chevelure ni de queue ? Probablement parce que la surface de 'Oumuamua aurait déjà perdu les grains de poussières les plus fins lors de son voyage interstellaire, ne laissant plus pour le dégazage que les plus gros (Sean Raymond, Philip Armitage et Dimitri Veras pensent eux que ce sont de nombreux passages de 'Oumuamua proche de son étoile d'origine qui l'ont fortement appauvri en ses éléments volatiles de surface). L'émission de lumière de ces grains ne se faisant pas dans le domaine où l'on observe habituellement les comètes, cela expliquerait pourquoi 1I/2017 U1 ne se comporte pas comme attendu.

Il pourrait donc bien être une comète, bien qu'atypique.

Reste que, comme l'explique Olivier Hainaut, astronome à l'Eso et membre de l'équipe qui a publié dans Nature« la véritable nature de cet énigmatique objet interstellaire pourrait demeurer mystérieuse. La récente détection de l'augmentation de vitesse d'`Oumuamua complexifie la détermination de la trajectoire empruntée depuis son étoile hôte ».

  • L’objet interstellaire ʻOumuamua ne serait finalement pas un astéroïde mais une comète.
  • La faible d’activité cométaire de ʻOumuamua lorsqu’il était proche du Soleil pourrait s’expliquer par la présence d’une croûte ayant perdu ses grains de poussières fins lors de son périple interstellaire.
  • ʻOumuamua ne serait en fait pas très différent de certains objets des confins du Système solaire.
  • Une autre étude évoque la possibilité que ʻOumuamua serait un éclat de planétésimal de nature cométaire.
Pour en savoir plus

ʻOumuamua pourrait être une comète déguisée en astéroïde

Article de Xavier Demeersman publié le 20/12/2017

Le cas étrange et inédit de ʻOumuamua est peut-être en passe d'être résolu. Quelle est sa véritable identité ? Un vaisseau extraterrestre ? Un astéroïde ? Selon une nouvelle étude, le premier objet interstellaire jamais découvert pourrait bien être glacé à l'intérieur et serait étonnamment proche de nos transneptuniens. Un véritable messager d'un autre Système solaire...

Mais quelle est donc la véritable nature de l'objet 1I/2017 U1 ‘Oumuamua, découvert à Hawaï le 19 octobre dernier ? Les astronomes continuent de se gratter la tête. Une chose est quasiment certaine, ʻOumuamua ne vient pas de notre Système solaire, mais d'au-delà, de l'espace interstellaire. Et autre point important, très discuté ces dernières semaines depuis que son apparence particulière, très allongée (400 x 40 m environ), a été dévoilée : le corps céleste sondé pendant par Seti et le programme Breakthrough Listen ne serait pas artificiel (ils n'ont rien « entendu » qui venait de l'intérieur), mais d'origine naturelle.

Mais cela ne résout pas pour autant le mystère ʻOumuamua. De quoi s'agit-il exactement ? De quoi est-il fait ? Et, bien entendu, d'où vient-il ? D'abord pris pour une comète, il a ensuite été considéré comme un astéroïde... Mais tout compte fait, d'après une nouvelle étude qui vient de paraître dans Nature Astronomy, le corps céleste serait finalement... une comète ! Oui, mais une comète qui se fait passer pour un astéroïde.

Illustration artistique de ʻOumuamua, le premier objet interstellaire découvert par l’humanité. De quoi s’agit-il ? Et d’où vient-il ? © ESO, M. Kornmesser

ʻOumuamua, une comète asséchée par les rayons cosmiques ?

Au départ, c'était donc plutôt l'inverse. Mais devant l'absence d'activité cométaire significative, les astronomes finirent par considérer que ce « messager venu de loin et arrivé le premier » (traduction de l'hawaïen de son nom) est vraisemblablement un astéroïde.

En s'appuyant sur des observations de spectrométrie réalisées avec le VLT et le télescope Herschel de La Palma, Alan Fitzsimmons et son équipe concluent que l'objet venu d'ailleurs a des caractéristiques communes avec certains corps célestes des confins de notre Système solaire. Des planétésimaux riches en glace et couverts d'une couche de matière organique.

« Nos données ont révélé que sa surface était rouge à la lumière visible mais semblait plus neutre ou grise dans la lumière infrarouge, explique l'astrophysicien, qui a réalisé au laboratoire des expériences dans ce domaine. C'est le genre de [comportement] attendu d'une surface faite de glaces et de poussière cométaire qui a été exposée à l'espace interstellaire durant des millions ou des milliards d'années. »

La surface de ce morceau de glace errant dans la galaxie depuis peut-être des milliards d'années aurait donc été asséchée par les rayons cosmiques. Et les réactions chimiques engendrées par eux auraient progressivement formé une croûte rougeâtre riche en matière organique qui, sur ʻOumuamua, serait épaisse de 50 cm. Cette cuirasse protégerait l'intérieur des agressions externes et expliquerait pourquoi aucun gaz ne s'en est visiblement volatilisé lors de son passage au plus près du Soleil, le 9 septembre dernier, à seulement 37 millions de kilomètres. « Une composition interne ne peut donc être exclue », selon le chercheur, dans des propos rapportés par l'AFP.

Image composite de ʻOumuamua prise le 27 octobre 2017 avec le télescope Gemini South. Ce portrait combine 192 images dans le visible et le proche infrarouge. Les astronomes ont remarqué que sa couleur est similaire à celle de Japet, une lune de Saturne. © Gemini Observatory, AURA, NSF

Des milliards de  messagers dans la galaxie

Cette signature rouge est aussi observée sur des objets de la ceinture de Kuiper, situés au-delà de l'orbite de Neptune. L'équipe se demande d'ailleurs si ces restes de planètes situés dans les marges du Système solaire n'ont pas été « transformées de la même manière ». Et de la même manière que notre Système solaire a dû éjecter des corps de ce genre à sa formation, expliquent les chercheurs dans Nature Astronomy, d'autres systèmes planétaires ont dû faire de même.

Si tel est le cas, « cela implique que différents systèmes planétaires de notre Voie lactée contiennent des petits corps, comme dans le nôtre », estime l'équipe. « C'est fascinant que le premier objet interstellaire découvert ressemble beaucoup à un petit monde de notre propre système. Cela suggère que la façon dont nos planètes et astéroïdes se sont formés a beaucoup de liens avec les systèmes autour d'autres étoiles. »

ʻOumuamua, messager d'une autre étoile, serait donc bien une capsule renfermant un échantillon de la formation d'un autre système. Combien d'objets de la sorte existe-t-il dans la galaxie ? Une étude à laquelle a participé Alan Fitzsimmons et publiée cette année évalue le nombre d'objets interstellaires à 1015 par année-lumière cube. Tandis que ʻOumuamua s'éloigne de nous pour toujours, les nouvelles générations de télescopes devraient pouvoir détecter d'autres messagers dans un futur proche.


ʻOumuamua pourrait être un éclat de planète détruite

Article de Xavier Demeersman publié 14 décembre 2017

Objet céleste inédit traversant notre Système solaire, ʻOumuamua retient toute l'attention des astronomes qui n'avaient encore jamais pu étudier d'astéroïde venu d'un autre système solaire. S'il s'agit bien d'un astéroïde. Pour expliquer sa forme allongée si particulière, une étude propose qu'il s'agisse d'un débris d'une ancienne planète rocheuse.

Dans les épisodes précédents, nous avons vu qu'un objet venu de l'espace interstellaire a été détecté le 19 octobre. Il est le premier de ce type jamais observé, ce qui a contraint l'Union astronomique internationale (UAI) à créer une nouvelle nomenclature et à élargir son catalogue. L'astéroïde est donc désigné 1I/2017 U1, et surnommé ʻOumuamua (« messager venu de loin et arrivé le premier »), clin d'œil à Hawaï, et à sa culture, d'où il fut découvert.

Le 20 novembre dernier, coup de théâtre : les observations réalisées avec le VLT révèlent que le corps céleste ressemble à un cigare, il est dix fois plus long que large, il est de couleur rouge foncé (ce qui est le cas de certaines comètes ou certains astéroïdes de type D dans notre Système solaire), il est dense et pourrait être riche en métal. Une forme si inhabituelle, en tout cas pour un astéroïde, que des chercheurs se demandent si ce n'est pas un artefact... Pourquoi pas un vaisseau extraterrestre venu nous écouter ? Pour en avoir le cœur net, le programme Breakthrough Listen a consacré le 13 décembre 10 heures à l'écoute du mystérieux ʻOumuamua. On devrait bientôt en savoir plus à ce sujet.

La trajectoire de ʻOumuamua dans notre Système solaire interne. © ESO, M. Kornmesser, L. Calçada

Spéculations sur les origines de ʻOumuamua

D'où vient-il ? De quoi est-il fait exactement ? Quelle est son histoire ? Telles sont les principales questions que se posent les astronomes qui ne le quittent pas des yeux depuis sa découverte, d'autant qu'il faut faire vite car l'astéroïde repart vers le milieu interstellaire. ʻOumuamua, premier voyageur (messager ?) interstellaire remarqué par l'humanité, a bien évidemment beaucoup de choses à nous raconter sur son lieu de naissance. À l'instar de nos astéroïdes et comètes, il a en quelque sorte piégé dans sa matrice, et donc enregistré, les ingrédients qui composaient la nébuleuse où il est né ainsi que les planètes autour de son étoile mère. De quoi nous éclairer sur les autres systèmes planétaires, sans à attendre de pouvoir s'y rendre. Sont-ils différents du nôtre ?

Une récente étude déposée sur Arxiv propose, pour expliquer la forme très allongée, si particulière, de ʻOumuamua, qu'il s'agirait d'un morceau d'une planète déchiquetée. Un éclat d'un monde qui aurait été mis en pièce par sa propre étoile et éjecté dans le cosmos.

Dans son scénario, l'auteur, Matija Ćuk, de l'institut Seti, envisage que l'écharde vienne d'une étoile double. « Nous trouvons que les planètes géantes sont relativement inefficaces pour éjecter les petits corps des systèmes solaires internes des étoiles de la séquence principale et que les systèmes binaires offrent une bien meilleure opportunité pour les éjections de corps non volatils », écrit-il. Et pour lui, les naines rouges sont de bonnes candidates pour son éjection car « très denses, elles sont capables de perturber complètement les planètes telluriques ». Une planète rocheuse dix fois plus grande que la Terre aurait donc flirté trop près de son étoile et se serait retrouvée brisée par les forces de marée de celle-ci. Les débris auraient ensuite été projetés sur l'étoile-compagnon, créant ainsi des éjectoïdes qui parcourent la galaxie.

Le chercheur spécule que les astéroïdes interstellaires sont pour la plupart façonnés de la même façon et ressemblent donc à ʻOumuamua. « L'hypothèse actuelle est basée sur la supposition que ʻOumuamua n'est pas un coup de chance mais un représentant typique des astéroïdes interstellaires », conclut-il. Nous le saurons dans le prochain épisode, quand l'objet sera mieux caractérisé et que nous découvrons ʻOumuamua 2.

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