Le 19 octobre, 2017, le Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System-1 (Pan-STARRS-1) à Hawaï a annoncé la toute première détection d'un astéroïde interstellaire, nommé 1I/2017 U1 (alias, "Oumuamua). Dans les mois qui suivirent, de multiples observations de suivi ont été menées qui ont permis aux astronomes de se faire une meilleure idée de sa taille et de sa forme, tout en révélant qu'il avait les caractéristiques à la fois d'une comète et d'un astéroïde.

Assez intéressant, il y a également eu des spéculations selon lesquelles, sur la base de sa forme, « Oumuamua pourrait en fait être un vaisseau spatial interstellaire (Breakthrough Listen l'a même surveillé pour détecter des signes de signaux radio !). Une nouvelle étude menée par une paire d'astronomes du Harvard Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) est allée plus loin, suggérant que 'Oumuamua peut en fait être une voile légère d'origine extraterrestre.

L'étude - "La pression du rayonnement solaire pourrait-elle expliquer" l'accélération particulière d'Oumuamua ?, " qui est récemment apparu en ligne - a été menée par Shmuel Bialy et le professeur Abraham Loeb. Alors que Bialy est chercheur postdoctoral à l'Institut de théorie et de calcul (ITC) du CfA, Le professeur Loeb est le directeur de l'ITC, le professeur de sciences Frank B. Baird Jr. à l'Université Harvard, et le président du comité consultatif de Breakthrough Starshot.

Récapituler, 'Oumuamua a été repéré pour la première fois par l'enquête Pan-STARRS-1 40 jours après avoir fait son passage le plus proche du soleil (le 9 septembre, 2017). À ce point, il était à environ 0,25 UA du soleil (un quart de la distance entre la Terre et le soleil), et déjà en train de sortir du système solaire. À l'époque, les astronomes ont noté qu'il semblait avoir une densité élevée (indiquant une composition rocheuse et métallique) et qu'il tournait rapidement.

Bien qu'il n'ait montré aucun signe de dégazage en passant près de notre soleil (ce qui aurait indiqué qu'il s'agissait d'une comète), une équipe de recherche a pu obtenir des spectres indiquant que 'Oumuamua était plus glacé qu'on ne le pensait auparavant. Puis, alors qu'il commençait à quitter le système solaire, le télescope spatial Hubble a pris quelques images finales de 'Oumuamua qui ont révélé un comportement inattendu.

Après avoir examiné les images, une autre équipe de recherche internationale a découvert que « Oumuamua avait augmenté en vitesse, plutôt que de ralentir comme prévu. L'explication la plus probable, ils prétendaient, était que 'Oumuamua évacuait le matériau de sa surface en raison du chauffage solaire (alias dégazage). La sortie de ce matériel, ce qui est cohérent avec le comportement d'une comète, donnerait à 'Oumuamua la poussée constante dont il avait besoin pour atteindre cette augmentation de vitesse.

Pour ça, Bialy et Loeb proposent une contre-explication. Si 'Oumuamua était en fait une comète, pourquoi alors n'a-t-il pas subi de dégazage alors qu'il était le plus proche de notre soleil ? En outre, ils citent d'autres recherches qui ont montré que si le dégazage était responsable de l'accélération, cela aurait aussi provoqué une évolution rapide du spin de 'Oumuamua (qui n'a pas été observée).

Essentiellement, Bialy et Loeb envisagent la possibilité que 'Oumuamua pourrait en fait être une voile légère, une forme de vaisseau spatial qui repose sur la pression de rayonnement pour générer une propulsion - similaire à celle sur laquelle travaille Breakthrough Starshot. Semblable à ce qui est prévu pour Starshot, cette voile légère a peut-être été envoyée d'une autre civilisation pour étudier notre système solaire et rechercher des signes de vie. Comme le professeur Loeb l'a expliqué à Universe Today par e-mail :

"Nous expliquons l'accélération excessive d'Oumuamua loin du soleil comme le résultat de la force que la lumière du soleil exerce sur sa surface. Pour que cette force explique l'accélération excessive mesurée, l'objet doit être extrêmement fin, de l'ordre une fraction de millimètre d'épaisseur mais des dizaines de mètres de taille. Cela rend l'objet léger pour sa surface et lui permet d'agir comme une voile légère. Son origine pourrait être soit naturelle (dans le milieu interstellaire ou les disques proto-planétaires) soit artificielle (comme une sonde envoyée pour une mission de reconnaissance dans la région intérieure du système solaire)."

Basé sur ceci, Bialy et Loeb ont calculé la forme probable, épaisseur, et le rapport masse/surface qu'aurait un tel objet artificiel. Ils ont également tenté de déterminer si cet objet serait capable de survivre dans l'espace interstellaire, et si oui ou non il serait capable de résister aux contraintes de traction causées par la rotation et les forces de marée.

Ce qu'ils ont découvert, c'est qu'une voile qui n'avait qu'une fraction de millimètre d'épaisseur (0,3-0,9 mm) serait suffisante pour qu'une feuille de matériau solide survive au voyage à travers la galaxie entière - bien que cela dépende grandement de la densité de masse d'Oumuamua ( ce qui n'est pas bien contraint). Épais ou mince, cette voile serait capable de résister aux collisions avec les grains de poussière et les gaz qui imprègnent le milieu interstellaire, ainsi que les forces centrifuges et de marée.

Quant à ce que ferait une voile légère extraterrestre dans notre système solaire, Bialy et Loeb proposent quelques explications possibles à cela. D'abord, ils suggèrent que la sonde peut en fait être une voile défunte flottant sous l'influence de la gravité et du rayonnement stellaire, semblable à des débris d'épaves flottant dans l'océan. Cela aiderait à expliquer pourquoi Breakthrough Listen n'a trouvé aucune preuve de transmissions radio.

Loeb a encore illustré cette idée dans un article récent qu'il a écrit pour Scientific American, où il a suggéré que 'Oumuamua pourrait être le premier cas connu d'une relique artificielle qui a flotté dans notre système solaire depuis l'espace interstellaire. Quoi de plus, il note que des voiles lumineuses de dimensions similaires ont été conçues et construites par des humains, y compris le projet IKAROS de conception japonaise et l'Initiative Starshot avec laquelle il est impliqué.

"Cette opportunité établit une base potentielle pour une nouvelle frontière de l'archéologie spatiale, à savoir l'étude des reliques des civilisations passées dans l'espace, " a écrit Loeb. " Trouver des preuves de débris spatiaux d'origine artificielle fournirait une réponse affirmative à la question séculaire " Sommes-nous seuls ? ". Cela aurait un impact dramatique sur notre culture et ajouterait une nouvelle perspective cosmique à l'importance de l'activité humaine."

D'autre part, comme Loeb l'a dit à Universe Today, 'Oumuamua pourrait être une technologie extraterrestre active venue explorer notre système solaire, de la même manière que nous espérons explorer Alpha Centauri en utilisant Starshot et des technologies similaires :

"L'alternative est d'imaginer que 'Oumuamua était en mission de reconnaissance. La raison pour laquelle j'envisage la possibilité de reconnaissance est que l'hypothèse selon laquelle 'Oumumua a suivi une orbite aléatoire nécessite la production de ~10^{15} de tels objets par étoile dans notre galaxie Cette abondance est jusqu'à cent millions de fois supérieure à celle attendue du système solaire, sur la base d'un calcul que nous avons fait en 2009. Une surabondance étonnamment élevée, à moins que "Oumuamua soit une sonde ciblée en mission de reconnaissance et non un membre d'une population aléatoire d'objets".

Selon Loeb, qu'il y a aussi le fait que l'orbite d'Oumuamua l'a amené à moins de 0,25 UA du soleil, qui est une bonne orbite pour intercepter la Terre sans subir trop d'irradiation solaire. En outre, il est venu à moins de 0,15 UA de la Terre, qui aurait pu être le résultat de corrections orbitales conçues pour faciliter un survol.

Alternativement, il déclare qu'il est possible que des centaines de telles sondes puissent être envoyées afin que l'une d'entre elles se soit suffisamment rapprochée de la Terre pour l'étudier. Le fait que l'enquête Pan STARRS-1 ait à peine détecté 'Oumuamua à son approche la plus proche pourrait être considéré comme une indication qu'il existe de nombreux autres objets de ce type qui n'ont pas été détectés, bolstering the case for 'Oumuamua being one of many such probes.

Considering that astronomers recently concluded that our solar system has likely captured thousands of interstellar objects like 'Oumuamua, this opens the possibility for future detections which could help prove (or disprove) the case for an interstellar light sail.

Naturally, Bialy and Loeb acknowledge that are still too many unknowns to say with any certainty what 'Oumuamua really is. And even if it does happen to be a piece of natural rock, all other asteroids and comets that have previously been detected have had mass-to-area ratios orders of magnitude larger than the current estimates for 'Oumuamua.

That, and the fact that radiation pressure appears to be capable of accelerating it, would mean that 'Oumuamua represents a new class of thin interstellar material that has never before been seen. If true, that opens up a whole new set of mysteries, such as how such material was produced and by what (or whom).

While it has been beyond the reach of our telescopes for almost a year now, 'Oumuamua is sure to remain the subject of intense study for many years to come. And you can bet astronomers will be on the lookout for more of them! Après tout, "the Ramans do everything in threes, " right?