Les astronomes pourront découvrir de quel type d’étoiles proviennent les objets interstellaires comme Oumuamua, et ainsi révéler une partie de leurs compositions chimiques, en fonction de la vitesse à laquelle ils se développent à leur entrée dans notre système solaire, selon une nouvelle étude. Par exemple, ils pourront déterminer si Oumuamua a pu manquer d’eau nécessaire à la croissance d’une queue de comète typique, car elle provenait d’un système planétaire riche en éléments lourds.
Dans une nouvelle étude, un chercheur de l’université d’Oxford au Royaume-Uni a mis au point une méthodologie qui pourrait permettre d’avancer dans le caractérisation des objets interstellaires (ISO), qui pourraient bientôt être découvertes en grande quantité grâce à l’utilisation des nouvelles technologies d’observation astronomique. Les ISO comme oumuamua Ils ne sont pas intéressants uniquement parce qu’ils viennent de l’extérieur du système solaire : de plus, pourrait améliorer notre compréhension de la structure et de l’histoire de la Voie lactée et de la formation des exoplanètes.
Dans son projet de doctorat, l’étudiant diplômé Matthew Hopkins explique que la découverte ces dernières années des premiers objets interstellaires observés voyageant à travers le système solaire, techniquement appelés 1I/’Oumuamua et 2I/Borisova suscité un grand intérêt dans la communauté scientifique internationale.
Ces « petits mondes » sont des échantillons des éléments constitutifs de la formation des planètes qui ont eu lieu dans d’autres étoileset ils se rapprochent suffisamment de nous pour obtenir une caractérisation physique détaillée, jusqu’ici réservée aux seules comètes et astéroïdes du Système solaire.
Vitesse, origine et composition chimique
Nul doute qu’Oumuamua, découvert en 2017, était le plus populaire de ces objets et celui qui a généré le plus de polémiques. Pour le professeur de physique de Harvard Avi Loeb et d’autres scientifiques, cela pourrait être ongle sonde extraterrestre construit par une intelligence extraterrestre. Cependant, d’autres spécialistes ont rejeté cette idée et ont conclu que l’objet en forme de cigare était en fait un comète interstellaire allongéealimenté par de l’hydrogène gazeux.
Le mystère a pu être résolu grâce au travail de Hopkins, qui a été récemment présenté au Réunion nationale d’astronomie au Royaume-Uni 2023. Selon le scientifique, la vitesse relative d’un ISO est liée à la vitesse relative de son étoile mèrequi dépend de manière significative si cette étoile provient du disque mince de la Voie lactée, avec une plus grande présence d’éléments lourds, ou du disque épais de la galaxie, avec moins d’éléments lourds.
La vitesse et l’origine d’un ISO ne sont pas un fait mineur : par exemple, les objets interstellaires qui proviennent d’étoiles avec une plus grande quantité d’éléments lourds ont généralement une plus petite fraction d’eau. Cela pourrait expliquer pourquoi Oumuamua, au cas où il s’agirait bien d’une comète, n’a pas réussi à développer la « queue » typique, qui nécessite de l’eau.
« Mes résultats montrent que la vitesse d’un ISO est directement liée à sa composition chimique, et à cause de cela, nous pouvons avoir une idée des types d’étoiles dont ils peuvent provenir », a déclaré Hopkins dans un entretien avec Space.com. En effet, chaque étoile se déplace dans la galaxie à son propre rythme : ensemble, elles forment des amas mobiles qui sont liés à leur point d’origine et, à leur tour, avec leur chimie intrinsèque.
Une opportunité unique
Les étoiles les plus jeunes avec une prépondérance d’éléments plus lourds, comme le Soleil, sont situées dans ce qu’on appelle « disque fin » de la galaxie, un secteur dans les bras spiraux de la Voie lactée d’environ 400 années-lumière d’épaisseur. Autour de cette structure se trouve le soi-disant « disque épais » de la galaxiequi peut s’étendre jusqu’à 1 000 années-lumière et regroupe les étoiles plus anciennes avec moins d’éléments lourds.
D’après l’étude de Hopkins, les populations d’étoiles appartenant à chaque disque ont différentes distributions de vitesse. Comme les ISO éjectés par chaque groupe partagent une vitesse similaire à celle de leur étoile mère par rapport au Soleil, ils ont tendance à rejoindre les mêmes groupes en mouvement, qui se croisent en permanence avec l’étoile royale.
« Nous devrions nous attendre à détecter des objets interstellaires venant du « sommet du soleil », qui est la direction du mouvement du Soleil par rapport aux autres étoiles proches. Oumuamua était dans cette zone, et Borisov était un peu plus loin, mais toujours assez proche du sommet solaire. C’est de là que nous nous attendons à ce que la plupart d’entre eux viennent », a ajouté Hopkins.
Arriver dans cette direction signifie qu’ils se rapprocheront du Soleil, où ils sont plus faciles à détecter dans le ciel de l’hémisphère sud, auquel sera dédié le nouvel observatoire Vera Rubin, situé au Chili. Hopkins croit que la prochaine enquête de l’observatoire Vera Rubin offrira la première opportunité de caractériser cette population d’objets interstellairesqui pourraient être détectés en grande quantité.
Référence
Objets interstellaires dans un contexte galactique. Matthieu Hopkins. UKRI/Université d’Oxford, projet de recherche actif (2021-2025).