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 objet interstellaire, nommé 1I/2017 U1 (alias 'Oumuamua). Dans les mois qui suivirent, de multiples observations de suivi ont été menées pour en savoir plus sur ce visiteur, ainsi que de résoudre le différend quant à savoir s'il s'agissait d'une comète et d'un astéroïde.

Plutôt que de régler le différend, des observations supplémentaires n'ont fait qu'approfondir le mystère, donnant même lieu à des suggestions selon lesquelles il pourrait s'agir d'une voile solaire extraterrestre. Pour cette raison, les scientifiques sont très intéressés à trouver d'autres exemples d'objets de type 'Oumuamua. Selon une étude récente d'une équipe d'astrophysiciens de Harvard, il est possible que des objets interstellaires pénètrent dans notre système et finissent par tomber quelque peu régulièrement dans notre soleil.

L'étude, "Monter la chaleur sur 'Oumuamua, " est récemment apparu en ligne et a été soumis pour publication au Lettres de revues astrophysiques . L'étude a été menée par John Forbes - un membre de l'Institut de théorie et de calcul (ITC) du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics - et le professeur Abraham Loeb - le directeur de l'ITC, le professeur Frank B. Baird Jr. of Science et le président du département d'astronomie de l'Université Harvard.

Récapituler, quand 'Oumuamua a été détecté pour la première fois, l'objet était à environ 0,25 UA du soleil et était déjà en train de sortir du système solaire. Sur la base de sa trajectoire, il a été conclu que «Oumuamua était d'origine extra-solaire, plutôt que d'être un objet de longue période qui a pris naissance dans le nuage d'Oort. Les astronomes ont également noté qu'il semblait avoir une densité élevée (indiquant une composition rocheuse et métallique) et qu'il tournait rapidement.

Cela a donné lieu à la théorie selon laquelle plutôt que d'être une comète interstellaire, « Oumuamua était en fait un astéroïde interstellaire. Cela était cohérent avec le fait qu'il n'a subi aucun dégazage ni formé de queue lorsqu'il s'est approché le plus près du soleil. Cependant, alors que 'Oumuamua commençait à sortir du système solaire, une autre équipe de recherche a noté qu'il a connu une augmentation de la vitesse.

Ce comportement étrange a encore une fois conduit les scientifiques à émettre l'hypothèse que « Oumuamua pourrait être une comète, car un dégazage dû au chauffage solaire expliquerait son brusque changement de vitesse. Malheureusement, entre le fait que l'objet n'a subi aucun dégazage plus près du soleil, ou a connu une évolution rapide de son essorage (qui accompagne la libération brutale de matière), les scientifiques étaient encore une fois perdus.

Comme indiqué, cela a donné lieu à l'idée que « Oumuamua pourrait en fait être une voile légère, qui a été initialement proposé dans une autre étude par le professeur Loeb et Shmuel Bialy (une recherche postdoctorale avec l'ITC). Essentiellement, une voile légère est une forme de vaisseau spatial qui s'appuie sur la pression de rayonnement pour générer la propulsion, ce qui expliquerait pourquoi l'objet a accéléré en s'éloignant du soleil.

Quelle que soit sa vraie nature, le fait que 'Oumuamua ait défié toute classification en a fait l'objet d'un grand intérêt. Comme le professeur Loeb l'a dit à l'univers Today :

"La découverte d'Oumuamua nous permet de calibrer l'abondance d'objets interstellaires de sa taille, basé sur le temps de relevé et la sensibilité des télescopes Pan STARRS. Il devrait y avoir environ un quadrillion (10 ¹⁵ ) de tels objets par étoile dans la Voie lactée. Une petite fraction de ces objets passe près de Jupiter et le frappe suffisamment pour se retrouver piégé dans le système du système."

Dans une étude précédente, Le professeur Loeb et Manasvi Lingam (chercheur postdoctoral à l'ITC) ont calculé que le système solaire en héberge environ 6, 000 objets interstellaires piégés. Dans une étude de suivi, Loeb et Amir Siraj ont identifié quatre candidats pour une étude possible et ont indiqué que beaucoup d'autres seront probablement trouvés avec le Large Synoptic Survey Telescope (LSST) – qui pourrait même être étudié par une mission robotique dans un proche avenir.

"C'est une façon d'en apprendre davantage sur la structure et la composition des objets interstellaires de type Oumuamua, " a déclaré Loeb. " Dans notre nouvel article, nous avons proposé à la place d'étudier la vapeur produite lorsque de tels objets passent à proximité du soleil et s'évaporent sous l'intense chaleur solaire. Nous avons calculé la probabilité que cela se produise, en gardant à l'esprit que 'Oumuamua n'a montré aucun signe de queue cométaire ou de gaz à base de carbone car il n'est pas passé assez près du soleil. "

Cette proposition s'appuierait sur la tradition bien établie d'examiner le spectre des comètes lorsqu'elles passent près du soleil pour en savoir plus sur leurs origines. En déterminant les taux de production d'eau, carbone diatomique (C 2 ), cyanure (CN), et les radicaux aminés (NH 2) – ainsi que les propriétés dynamiques de la comète – les scientifiques sont en mesure de déterminer dans quelle partie du disque protoplanétaire la comète s'est probablement formée.

En appliquant cela aux corps du système solaire, Forbes et Loeb ont cherché à limiter la fréquence à laquelle les visiteurs interstellaires passent près de notre soleil. Cela consistait à utiliser l'orbite connue d'Oumumua et la méthode de Monte Carlo (où un échantillonnage aléatoire est utilisé pour obtenir des valeurs numériques) pour déterminer la distribution attendue des orbites des objets interstellaires au voisinage du soleil.

De là, ils ont pu obtenir des estimations sur la fréquence à laquelle les objets entrent en collision avec notre soleil, et combien d'entre eux sont susceptibles d'être d'origine interstellaire. Comme l'a dit Loeb :

"Nous avons découvert que de tels objets entrent en collision avec le soleil une fois tous les 30 ans, tandis qu'environ 2 passent dans l'orbite de Mercure chaque année. Nous avons identifié les orientations préférées pour les orbites des objets interstellaires et avons conclu qu'au moins un des objets connus du système solaire est d'origine extrasolaire."

Forbes et Loeb ont également identifié les orientations orbitales probables que les objets extrasolaires auraient dans notre système solaire, en utilisant les données du Système international de référence céleste (ICRS). Comme pour la précédente étude menée par Loeb et Lingam, ils ont même identifié certains objets connus dans le système solaire qui ont ces orientations.

Ceux-ci ont été tirés de la base de données JPL Small-Body de la NASA, dont la majorité appartient au groupe de Kreutz - une famille de comètes rasant le soleil qui ont des orbites qui les rapprochent extrêmement du soleil au périhélie. Parmi ceux-ci, Forbes et Loeb en identifient quelques-uns qui pourraient être d'origine interstellaire en fonction de l'inclinaison de leurs orbites.

"À l'avenir, beaucoup plus d'objets interstellaires sont susceptibles d'être découverts par le LSST, " a déclaré Loeb. "Un autre télescope avec le potentiel de découvrir des comètes rasant le soleil est le prochain télescope solaire Daniel K. Inoue (DKIST), qui est situé juste à côté de l'observatoire Pan STARRS sur le mont Haleakala à Hawaï. DKIST observera le soleil à haute résolution spatiale et temporelle, et est équipé de plusieurs spectro-polarimètres. Les capacités de DKIST à étudier les comètes rasant le soleil peuvent être limitées par son absence de coronographe pour bloquer la lumière du soleil, mais sa sensibilité et sa résolution sans précédent peuvent donner lieu à des découvertes intéressantes."

Cette dernière étude pourrait aider à éclairer les futures études sur les objets interstellaires, ce qui pourrait révéler quels types de conditions sont présentes dans les systèmes extrasolaires sans avoir à envoyer des missions robotiques pour les étudier directement. En supposant que certains de ces objets soient de nature artificielle, ils pourraient également résoudre le paradoxe de Fermi.

Depuis la découverte de 'Oumuamua (et en raison de notre incapacité à résoudre la question de sa vraie nature), les scientifiques étaient impatients de trouver un autre objet interstellaire dans notre système solaire à étudier. Sachant qu'il en existe déjà, et qui pourrait être étudié très prochainement, est une perspective passionnante. Dans les deux cas, nous avons beaucoup à apprendre sur cet univers dans lequel nous habitons.