En 2017, des astronomes découvraient 'Oumuamua, un objet avec une forme étrange dont la nature a depuis été longtemps débattue. Cette fois, des scientifiques se sont basés sur l'orbite inhabituelle de ce « messager » extraterrestre pour redéfinir ce qu'est 'Oumuamua : une comète interstellaire, comme cela était supposé depuis sa première observation !

Il y a presque 6 ans, en octobre 2017, des chercheurs découvraient depuis l'île de Maui un étrange objet, semblant venir d'un autre système stellairesystème stellaire. Surnommé ’Oumuamua qui signifie « messager » en hawaïen, il a depuis été la source de nombreux débats. Car impossible de se mettre d'accord sur sa véritable nature : astéroïde, comètecomète, ou même fragment d'exoplanèteexoplanète, de nombreuses hypothèses ont été énoncées. Cette fois, une nouvelle étude publiée dans Nature tranche : il s'agit d'une comète interstellaire. Bien que ce soit la première réponse qui avait été envisagée, elle avait ensuite été vite abandonnée.

En effet, contrairement à la plupart des comètes, 'Oumuamua ne possède ni queue de poussière ni chevelure brillante, aussi appelée comacoma. Des éléments pourtant caractéristiques de ces corps célestes au noyau glacé, qui se révèlent lors d'un rapprochement avec le SoleilSoleil. Et 'Oumuamua, en plus de son apparence étrange allongée, se déplace sur une trajectoire très elliptique. Trop elliptique pour que son accélération soit seulement d'origine gravitationnelle. De quoi questionner d'autant plus l'idée d'une comète.

1I/2017 U1 (’Oumuamua) est le premier objet interstellaire découvert par l'humanité. Il a été observé pour la première fois (et donc découvert) le 18 octobre 2017 lors de sondages réalisés par les télescopes PanStarrs 1, installés sur l'Haleakala, à Hawaï. L'équipe du projet Lyra étudie les possibilités d'y envoyer une sonde. © dottedyeti, Adobe Stock
1I/2017 U1 (’Oumuamua) est le premier objet interstellaire découvert par l'humanité. Il a été observé pour la première fois (et donc découvert) le 18 octobre 2017 lors de sondages réalisés par les télescopes PanStarrs 1, installés sur l'Haleakala, à Hawaï. L'équipe du projet Lyra étudie les possibilités d'y envoyer une sonde. © dottedyeti, Adobe Stock

Pourtant, c'est grâce à cette déviation gravitationnelle que l'équipe est parvenue à ses conclusions. « Nous n'avions jamais vu une comète dans le système solairesystème solaire qui n'avait pas de coma de poussière. Donc, l'accélération non gravitationnelle était vraiment bizarre », a déclaré dans un communiqué Darryl Seligman, coauteur de l'étude. Ils ont finalement établi grâce à de nombreuses simulations qu'un mécanisme simple pouvait expliquer ce décalage : le dégazagedégazage de l'hydrogène lorsque la comète passe proche du Soleil.

L'orbite d'’Oumuamua s'explique par un dégazage de l'hydrogène

Ce phénomène se produit en partie à cause des rayons cosmiques qui frappent le corps céleste. Ils convertissent les moléculesmolécules d'eau en l'hydrogène moléculaire H2, et peuvent effectuer ce mécanisme jusqu'à des dizaines de mètres de profondeur dans la glace. L'hydrogène est ensuite piégé dans la glace amorpheamorphe de la comète qui change ensuite de structure lorsque l'objet s'approche du Soleil, pour devenir cristalline, libérant ainsi l'hydrogène piégé. Le gazgaz jaillit ensuite de la comète, générant une poussée et modifiant son orbiteorbite« Même s'il y avait de la poussière dans la matrice de glace, vous ne sublimez pas la glace, vous réorganisez simplement la glace et laissez ensuite H2 se libérer. Ainsi, la poussière ne va même pas sortir », a continué D. Seligman.

« Une comète voyageant à travers le milieu interstellaire est essentiellement cuite par le rayonnement cosmique, formant de l'hydrogène en conséquence. Notre pensée était : si cela se produisait, pourriez-vous réellement la piéger dans le corps, de sorte que lorsqu'elle entrerait dans le système solaire et qu'elle a été réchauffé, il dégazerait cet hydrogène ? a déclaré Jennifer Bergner, première auteure de l'étude. Cela pourrait-il produire quantitativement la force dont vous avez besoin pour expliquer l'accélération non gravitationnelle ? »

En effet, dans la plupart des cas, ce dégazage ne suffit pas à changer la direction du corps. Mais, dans le cas d''Oumuamua, ses petites dimensions - environ 150 mètres de longueur pour 100 de large et 20 de profondeur - le permettent. « Pour une comète de plusieurs kilomètres de diamètre, le dégazage proviendrait d'une coquille très mince par rapport à la massemasse de l'objet, donc à la fois en termes de composition et d'accélération, vous ne vous attendriez pas nécessairement à ce que ce soit un effet détectable, a ajouté J. Bergner. Mais parce que 'Oumuamua était si petit, nous pensons qu'il produisait en fait une force suffisante pour alimenter cette accélération ».

L'illustration de cet artiste montre le premier visiteur interstellaire identifié, 1I/'Oumuamua, découvert en 2017. L'objet capricieux s'est balancé à moins de 24 millions de kilomètres du Soleil avant de sortir du Système solaire. © Nasa, ESA et J. Olmsted et F. Summers (STScI)
L'illustration de cet artiste montre le premier visiteur interstellaire identifié, 1I/'Oumuamua, découvert en 2017. L'objet capricieux s'est balancé à moins de 24 millions de kilomètres du Soleil avant de sortir du Système solaire. © Nasa, ESA et J. Olmsted et F. Summers (STScI)

Contre toute attente, 'Oumuamua est bien une comète interstellaire !

C'est ainsi l'idée la plus simple qui est finalement la bonne, concluent les chercheurs dans l'étude : celle d'une comète interstellaire ! « Ce qui est beau dans l'idée de Jenny, c'est que c'est exactement ce qui devrait arriver aux comètes interstellaires, a conclu D. Seligman. Nous avons eu toutes ces idées stupides, comme des icebergs à hydrogène et d'autres choses folles, et c'est juste l'explication la plus générique ». Depuis, les chercheurs ont trouvé d'autres comètes sombres, donc sans coma observable. Suggérant qu'elles seraient plus courantes que ce que l'on croit ! L'équipe compte par la suite chercher la présence d'hydrogène gazeux, et de dégazage d'hydrogène.


‘Oumuamua ne serait ni une comète, ni un astéroïde, ni un vaisseau spatial extraterrestre…

Les astronomesastronomes ont tour à tour pensé qu'il s'agissait d'une comète ou d'un astéroïde. Peut-être même d'un iceberg d'hydrogène ou d'un engin extraterrestre. Et aujourd'hui, l'affaire 'Oumuamua rebondit une fois de plus avec une explication solidesolide et convaincante. 

Article de Nathalie MayerNathalie Mayer paru le 21/03/2021

'Oumuamua a été découvert en 2017. Il a rapidement été identifié comme le premier objet interstellaire à traverser notre Système solaire. Mais sa nature exacte reste encore objet de débats. Parfois enflammés. Comète, astéroïde, iceberg d'hydrogène, engin extraterrestre. Aujourd'hui, des chercheurs suggèrent qu'il pourrait finalement d'agir d'un fragment d'une exoplanète. « Nous pouvons raisonnablement identifier 'Oumuamua comme un morceau d'une planète semblable à Pluton dans un autre système planétaire », avance même Steven Desch, astrophysicienastrophysicien à l'université de l'État de l'Arizona (États-Unis), dans un communiqué de l’Union américaine de géophysique (AGU).

Selon les astronomes impliqués dans cette étude -- déclinée en deux articles --, 'Oumuamua a probablement été arraché de sa planète par un impact survenu il y a environ un demi-milliard d'années. Son voyage jusqu'à nous aurait ainsi été suffisamment court pour expliquer sa vitessevitesse un peu inférieure à celle attendue pour un objet plus classique.

Pour expliquer d'autres des singularités de ‘Oumuamua, les chercheurs ont ensuite fait l'hypothèse qu'il puisse être composé de glace. « Cela le rendrait beaucoup plus réfléchissant qu'on le pensait, ce qui signifie qu'il pourrait, en réalité, être plus petit que ce qui a été calculé », explique Steven Desch. Une manière, peut-être, d'expliquer l'effet fuséefusée observé par les astronomes lorsque l'objet interstellaire s'est éloigné de notre Soleil. Un "effet fusée" plus important que celui qui aurait pu être observé pour une comète de taille semblable.

De la glace d’azote comme sur Pluton

En testant leur hypothèse sur plusieurs types de glace, les chercheurs se sont arrêtés sur une glace en particulier : la glace d'azoteazote. Comme celle que l'on trouve à la surface de Pluton. « Lorsque nous avons terminé le calcul qui ferait correspondre le mouvementmouvement de 'Oumuamua avec les observations, la valeur de l'albédoalbédo -- la part de lumière qui est réfléchielumière qui est réfléchie par une surface -- qui est apparu se trouvait être précisément la même que celle que nous observons sur Pluton », raconte Alan Jackson, planétologue, dans le même communiqué.

'Oumuamua serait donc composé d'azote solide. Et cela aiderait aussi à expliquer la forme particulière qu'on lui connait. Lorsqu'il a pénétré notre Système solaire, en effet, il aurait présenté une forme plus classique. Mais en s'approchant du Soleil, les couches externes de glace azotée se sont évaporées. Le menant à prendre une forme aplatie. « Comme un savon qui s'affine lorsqu'on se lavelave les mains », précise Alan Jackson.

Le premier objet interstellaire allait inévitablement nous faire penser à un engin extraterrestre.

« Il était inévitable que le premier objet interstellaire qui traverserait notre Système solaire nous fasse penser à un engin extraterrestre. Mais notre explication naturelle concordeconcorde avec tout ce que nous savons de 'Oumuamua », reprend Steven Desch. Les chercheurs espèrent que les nouvelles générations d'instruments astronomiques leur permettront de découvrir d'autres objets interstellaires qui les aideront à mieux comprendre les autres systèmes planétaires.


Le mystère s'épaissit : ‘Oumuamua ne serait pas un iceberg d'hydrogène ?

Il y a quelques mois avait été émise l'hypothèse que le mystérieux objet interstellaire ʻOumuamuaʻOumuamua soit composé de glace de dihydrogène. Cette hypothèse est aujourd'hui rejetée. Un tel iceberg de dihydrogène n'aurait pas pu survivre à son voyage depuis son lieu de formation jusqu'au Système solaire.

Article de Adrien CoffinetAdrien Coffinet paru le 20/08/2020

Illustration de l'objet interstellaire ʻOumuamua, découvert en 2017 lors de sa traversée du Système solaire. © ESA
Illustration de l'objet interstellaire ʻOumuamua, découvert en 2017 lors de sa traversée du Système solaire. © ESA

En juin dernier (voir le précédent article ci-dessous), nous vous annoncions l'hypothèse de Darryl Seligman et Gregory Laughlin selon laquelle ʻOumuamua pourrait être constitué en grande partie de glace de dihydrogène (H2). Cette hypothèse reposait sur le fait que l'objet interstellaire avait montré une accélération non gravitationnelle telle qu'on peut en détecter pour des comètes, sans pour autant montrer d'activité cométaire. Si ʻOumuamua était un iceberg d'hydrogène, alors l'hydrogène à l'origine de cette accélération aurait échappé à la détection. Selon cette hypothèse, ʻOumuamua se serait formé dans un nuage ​​moléculaire géant. Cependant, ce petit corps aurait-il pu survivre depuis son lieu de formation jusqu'au Système solaire ? C'est la question à laquelle ont voulu répondre des scientifiques du Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA) et du Korea Astronomy and Space Science Institute (Kasi).

Vue d'artiste de l'objet interstellaire ʻOumuamua. Son origine<em> </em>demeure un mystère.<em> </em>© Nasa, ESO, M. Kornmesser
Vue d'artiste de l'objet interstellaire ʻOumuamua. Son origine demeure un mystère. © Nasa, ESO, M. Kornmesser

Les icebergs d'hydrogène : des objets mort-nés

Les chercheurs ont publié le résultat de leur étude ce lundi 17 août dans The Astrophysical Journal Letters (en libre accès sur arXiv) et ont trouvé que l'objet interstellaire ne serait pas fait de glace de dihydrogène.

Selon Thiem Hoang, chercheur dans le groupe d'astrophysiqueastrophysique théorique au Kasi et premier auteur de l'article : « La proposition de Seligman et Laughlin semblait prometteuse car elle pourrait expliquer la forme extrêmement allongée de ʻOumuamua ainsi que son accélération non gravitationnelle. Cependant, leur théorie est basée sur l'hypothèse que la glace de H2 pourrait se former dans des nuages moléculaires denses. Si cela est vrai, les objets de glace de H2 pourraient être abondants dans l'UniversUnivers et auraient donc des implications de grande portée. La glace de H2 a également été proposée pour expliquer la matière noire, un mystère de l'astrophysique moderne. Nous voulions non seulement tester les hypothèses de la théorie, mais aussi la proposition de matière noirematière noire. »

L'origine de ʻOumuamua demeure un mystère. Selon Avi Loeb, professeur de sciences à Harvard et coauteur de l'article, « L'endroit le plus probable pour fabriquer des icebergs d'hydrogène est dans les environnements les plus denses du milieu interstellaire. Ce sont des nuages moléculaires géants ». Cependant, pour ce chercheur, ces nuages sont à la fois trop éloignés et pas propices au développement d'icebergs d'hydrogène. Thiem Hoang indique qu'une explication habituelle pour la formation d'un corps céleste solide de taille kilométrique est de former d'abord des grains de taille micrométrique, puis que ces grains s'agglomèrent par des collisions collantes. Cependant, il précise que, dans le cas d'un iceberg d'hydrogène, cette théorie ne peut pas tenir : dans les régions à haute densité de gaz, le chauffage dû aux collisions de gaz peut rapidement sublimer le manteaumanteau d'hydrogène sur les grains, les empêchant de croître davantage.

Bien que l'étude ait exploré la destruction de la glace de H2 par de multiples mécanismes, dont le rayonnement interstellaire, les rayons cosmiquesrayons cosmiques et le gaz interstellaire, la sublimationsublimation due au chauffage par la lumière des étoilesétoiles a l'effet le plus destructeur et, selon Avi Loeb, « la sublimation thermique par chauffage collisionnel dans les nuages moléculaires géants pourrait détruire les icebergs d'hydrogène moléculaire de la taille de ʻOumuamua avant qu'ils s'échappent dans le milieu interstellaire ». Cette conclusion exclut la théorie selon laquelle ʻOumuamua s'est rendu dans notre Système solaire depuis un nuagenuage moléculaire géant et exclut en outre la proposition de boules de neige primordiales comme matière noire. Le refroidissement par évaporation dans ces situations ne réduit pas le rôle de la sublimation thermique par la lumière des étoiles dans la destruction des objets de glace de H2.

Bien que la nature de ʻOumuamua reste actuellement un mystère non résolu, Avi Loeb suggère qu'elle ne le restera pas longtemps, surtout si cet objet n'est pas seul : « Si ʻOumuamua fait partie d'une population d'objets similaires sur des trajectoires aléatoires, alors l'observatoire Vera-C.-Rubin, qui devrait voir sa première lumière l'année prochaine, devrait détecter environ un objet de type ʻOumuamua par mois. Nous attendrons tous avec impatience de voir ce qu'il trouvera. »


ʻOumuamua : le mystère de ses origines interstellaires enfin dévoilé ?

Article d'Adrien Coffinet publié le 06/06/2020

Depuis sa découverte en 2017, 1I/ʻOumuamua cultive le mystère autour de sa nature et de ses origines. Une nouvelle étude propose que l'objet interstellaire est composé en bonne partie de glace de dihydrogène. Selon cette hypothèse, ʻOumuamua se serait formé dans un nuage moléculaire géant.

1I/ʻOumuamua a été découvert le 19 octobre 2017 par le programme Pan-Starrs et fut initialement classé comme comète en raison de sa trajectoire rapidement identifiée comme hyperbolique. Cependant, l'absence d'activité cométaire observée - ni chevelure ni queue - a conduit à son prompt reclassement parmi les planètes mineures (astéroïdes et assimilés) avant qu'il n'inaugure la liste nouvellement établie des objets interstellaires.

Malgré l'absence d'activité observée, les mesures astrométriques ont montré que ʻOumuamua a subi une accélération non gravitationnelle sur sa trajectoire de sortie du Système solaire. Une telle accélération est habituellement observée quand de la matière s'échappe d'une comète, ce qui exerce une poussée sur le noyau par effet d'action-réaction. Cependant, les données montrent que l'accélération de ʻOumuamua est incompatible avec un jet causé par la sublimation de glace d'eau comme on peut l'observer pour des comètes du Système solaire.

Diagramme schématique montrant l'évolution de la taille et de la forme de ʻOumuamua en raison de la sublimation du dihydrogène et de sa trajectoire à travers le Système solaire. Des paires d'orientation en trois points discrets de la trajectoire sont affichées en haut à gauche. © Seligman et Laughlin (2020).
Diagramme schématique montrant l'évolution de la taille et de la forme de ʻOumuamua en raison de la sublimation du dihydrogène et de sa trajectoire à travers le Système solaire. Des paires d'orientation en trois points discrets de la trajectoire sont affichées en haut à gauche. © Seligman et Laughlin (2020).

Un visiteur fait de glace d'hydrogène

Dans une nouvelle étude acceptée pour publication dans les Astrophysical Journal Letters (accessible en prépublication sur arXiv), Darryl Seligman, chercheur postdoctoral au département de géophysique de l'université de Chicago, et Gregory Laughlin, professeur au département d'astronomie de l'université Yale, proposent que ʻOumuamua contenait une fraction significative de glace de dihydrogène (H2). Selon eux, cela pourrait expliquer toutes les propriétés observées de ʻOumuamua. La sublimation du dihydrogène à un taux proportionnel au flux solaire incident produit un jet couvrant la surface qui reproduit l'accélération observée. La perte de masse par sublimation conduit à une augmentation monotone du rapport entre les axes du corps, expliquant la forme de ʻOumuamua. Retracer la trajectoire de ʻOumuamua à travers le Système solaire permet de calculer sa masse et son rapport de forme avant de rencontrer le Soleil.

Seligman et Laughlin montrent que des corps riches en dihydrogène peuvent se former dans les noyaux denses les plus froids des nuages moléculaires géants, où les densités sont de l'ordre de cent mille à un million de molécules par centimètre cube et les températures approchent les 3 kelvinskelvins (-270 °C) du fond diffus cosmologiquefond diffus cosmologique. À titre de comparaison, un centimètre cube d'airair dans les conditions usuelles (20 °C et 1 barbar) contient de l'ordre de 250 milliards de milliards de molécules.

Les chercheurs expliquent que l'exposition aux rayons cosmiques galactiques après la formation de ʻOumuamua implique un âge de l'ordre de 100 millions d'années.


Les origines mystérieuses de ʻOumuamua sont-elles enfin résolues ?

Article de Laurent SaccoLaurent Sacco publié le 18/04/2020

Des simulations numériquessimulations numériques, selon un scénario faisant intervenir les forces de maréeforces de marée d'une naine rougenaine 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 radioradio 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 géanteplanète 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 LinLin, 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 lactéeVoie 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 gravitégravité d'une étoile.

 Schéma illustrant la formation d'ʻOumuamua basée sur le scénario de Zhang et Lin © Naoc, Y. Zhang
 Schéma illustrant la formation d'ʻOumuamua basée sur le scénario de Zhang et Lin © Naoc, Y. Zhang

L'effet de ces forces a donc été testé sur ordinateurordinateur en prenant un corps céleste d'environ 100 mètres de diamètre sur une trajectoire très elliptique, donc avec une forte excentricitéexcentricité, 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 modélisationmodélisation 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 vaporisationvaporisation de la glace. Au final, quelques heures après l'équivalent du passage au périhéliepérihélie du Soleil, la surface se refroidit en donnant une croûtecroûte 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 silicatessilicates 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 carbonedioxyde 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 télescopestélescopes, 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 anomalieanomalie 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.Vue d'artiste de la formation de ʻOumuamua basée sur le scénario de Zhang et Lin.© YU Jingchuan from Beijing Planetarium

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 binairebinaire baptisée étoile de Scholz, qui serait passée à 0,8 voire 0,6 année-lumièreannée-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 superterressuperterres 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'exoterresexoterres 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 ».

 


L’objet interstellaire ’Oumuamua serait un « mouton de poussière »

Article de INSU publié le 01/12/2019

Une étude suggère que 'Oumuamua, le premier objet interstellaire découvert, pourrait être formé d'une agrégation de micrograins. Il pourrait être le corps céleste le plus poreux jamais observé dans notre Système solaire.

En octobre 2017, un observatoire à Hawaï détectait pour la première fois un corps céleste se déplaçant sur une trajectoire hyperbolique, à la différence de tous les objets observés jusque-là dans le Système solaire tels que les comètes, les planètes et les astéroïdes qui se déplacent, eux, sur des orbites fermées autour du Soleil. Une preuve que le mystérieux objet vient d'ailleurs, d'une autre étoile.

Baptisé ‘Oumuamua qui signifie en hawaïen « invité », « messager » ou « éclaireur », il a été établi que 1I/2017 U1 (classification officielle) mesure environ 400 mètres de long et était, lors de sa découverte, sur le point de sortir du Système solaire pour ne plus jamais revenir.

Une vitesse inexpliquée par la gravité dans le Système solaire

L'invité exotiqueexotique transporte des informations sur des systèmes stellaires qui peuvent être complètement différents du nôtre. L'une des nombreuses questions restées sans réponse est liée à son mouvement particulier. En effet, en plus de suivre une trajectoire ouverte, ‘Oumuamua voyage aussi à une vitesse un peu plus rapide que ce qui peut être expliqué par la gravité connue dans notre Système solaire.

Abstraction faite de la spéculation selon laquelle il pourrait s'agir d'un vaisseau spatial extraterrestre, seul le rayonnement solairerayonnement solaire peut expliquer la puissance supplémentaire nécessaire pour justifier la trajectoire observée. Les hypothétiques forces de réaction par dégazage ont en effet été évaluées comme trop faibles pour cet objet qui ne présentait pas de queue cométaire.

Or, si la pressionpression de rayonnement du Soleil est bien la cause de cette accélération non gravitationnelle, la densité massique de 'Oumuamua doit être extrêmement petite, ne dépassant pas 1 % de la densité massique de l'air à la surface de la Terre, soit environ 10 grammes par mètre cube. Cette densité extrêmement faible fait de l'hôte interstellaire l'objet le plus poreux jamais observé dans notre Système solaire -- et constitue donc un objet d'étude particulièrement intéressant.

Une structure en fractale

Selon une étude publiée le 11 novembre 2019 dans The Astrophysical Journal Letters, 'Oumuamua pourrait être un grand agrégat de poussières. Plus précisément, il présenterait une structure en fractale : c'est-à-dire qu'il comporterait des trous de toutes tailles, comme l'illustre la figure ci-dessus. Des astéroïdes fractals ont été auparavant régulièrement identifiés après leur chute sur Terre ou dans des queues de comètequeues de comète mais il s'agit d'ordinaire de fragments de taille millimétriques ou centimétriques.

Selon les auteurs de ces recherches, même des objets ayant une densité extrêmement faible survivraient aux forces auxquelles ils étaient exposés dans notre Système solaire : la structure ramifiée de ‘Oumuamua, potentiellement formée par l'enchevêtrement de particules de poussière au début de l'évolution d'un autre système stellaire, s'effondrerait immédiatement s'il était à la surface de la Terre. Mais loin de notre planète, un tel objet serait capable de conserver sa structure face à la gravité du Soleil, aux forces de radiation et, de surcroît, aux forces issues de sa propre rotation. En un sens, cette étude montre ainsi que l'espace est un lieu très doux.

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