Vue d'artiste du visiteur de la comète 'Oumuamua, qui a été découvert pour la première fois dans notre système solaire en octobre 2017. ESO/M. Kornmesser Comme une balle à grande vitesse tirée d'un système stellaire inconnu et lointain, la comète interstellaire 'Oumuamua a traversé notre système solaire et n'a été repérée que l'année dernière après avoir repoussé la gravité de notre soleil et reculé dans l'espace lointain.
Les roches spatiales d'autres étoiles bourdonnent inévitablement notre système solaire tout le temps, mais 'Oumuamua était le premier être positivement identifié comme un intrus interstellaire. Mais d'où vient-il exactement ? Bien, les astronomes sont sur l'affaire, et ils ont maintenant une idée approximative de l'endroit où dans notre galaxie le lieu de naissance d'Oumuamua peut être situé.
À l'aide de mesures d'étoiles ultra-précises effectuées par la mission Gaia de l'Agence spatiale européenne et de calculs complexes, un groupe international de chercheurs a pu scruter la trajectoire de la comète interstellaire pour voir quelles étoiles, sur des millions d'années de voyage, il a peut-être rencontré au cours de son voyage. Ce faisant, ils l'ont réduit à quatre systèmes stellaires candidats d'où 'Oumuamua pourrait finalement provenir.
Depuis sa découverte, 'Oumuamua a été un sujet brûlant. Quand il a été vu pour la première fois, les astronomes ont remarqué qu'il avait la forme d'un cigare en rotation (ou d'une crêpe funky), une caractéristique qui peut révéler des choses intéressantes sur la façon dont il s'est formé. Ils savaient aussi qu'il ne provenait pas de notre système solaire; il voyageait trop vite et sur une trajectoire hyperbolique. En d'autres termes, la gravité de notre soleil était trop faible pour le maintenir en orbite. Puis, les observations de suivi n'ont révélé aucun dégagement de gaz de la comète candidate, suggérant que, peut-être, c'était en fait un astéroïde dépourvu de glace.
Le "est-ce un astéroïde ou est-ce une comète?" le débat a finalement été réglé lorsque les astronomes ont calculé la trajectoire d'Oumuamua et ont réalisé qu'il avait reçu un petit coup de pouce car il était chauffé par notre soleil - le gaz d'échappement des glaces en vaporisation a été libéré, créant une petite poussée pour l'accélérer. Cela signifiait que même si l'objet n'avait pas de coma et de queue évidentes généralement associées aux comètes, c'était quand même une comète.
Avec toutes ces informations en main, la tâche suivante était d'identifier ses origines, et les astronomes ont tenté exactement cela avec un degré de précision surprenant. Ils décrivent leurs efforts dans une étude acceptée en septembre 2018 pour publication dans The Astronomical Journal.
La comète interstellaire avait dérivé dans l'espace interstellaire pendant des millions d'années inconnues, mais en revenant sur sa trajectoire à travers le système solaire, les astronomes pourraient avoir une idée générale de la provenance de l'objet dans notre galaxie et des étoiles qu'il a pu rencontrer sur son chemin. Pour obtenir de l'aide, ils se sont tournés vers la riche gamme d'informations de Gaia's Data Release 2 (GDR2), qui a été mis à la disposition de la communauté scientifique en avril.
"GDR2 nous fournit les positions 3D et les vitesses 3D pour 7 millions d'étoiles, " l'astronome Coryn Bailer-Jones, qui travaille à l'Institut Max Planck d'Astronomie à Heidelberg, Allemagne, explique. "Sans de telles informations, il serait impossible de retracer les orbites des étoiles dans le temps."
Avant Gaïa, le meilleur ensemble de données dont nous disposions provenait du satellite européen Hipparcos, qui était en opération jusqu'en 1993 et la première mission pour effectuer l'astrométrie de précision (une méthode astronomique pour mesurer les positions et les mouvements des étoiles) et complétée par d'autres enquêtes au sol. Cette base de données contient 2,5 millions d'étoiles. Lancé en 2013, Gaia est beaucoup plus avancé et contient des informations précises sur les positions, mouvements et distance de 1,3 milliard étoiles. Sept millions d'entre eux contiennent également des informations sur leur vitesse radiale (c'est-à-dire, la vitesse à laquelle l'étoile se rapproche ou s'éloigne de nous). 220 autres, 000 étoiles ont été ajoutées à l'analyse pour lesquelles leurs vitesses radiales étaient connues.
Connaissant la région du ciel d'où est originaire 'Oumuamua, Bailer-Jones et son équipe ont pu en sélectionner 4, 500 étoiles de RDA2 que le voyageur interstellaire a peut-être rencontrées au cours de son long voyage. Mais pour réduire encore plus ce nombre, ils ont dû remonter le temps et tracer les mouvements de ces étoiles et voir si le chemin d'Oumuamua à travers la galaxie se serait croisé, ou s'approcher de, leurs mouvements historiques.
Cette analyse peut sembler une tâche impossible. Après tout, il y a beaucoup d'étoiles créant un paysage gravitationnel en pêle-mêle à travers lequel 'Oumuamua aurait voyagé. Comment les chercheurs ont-ils calculé sa trajectoire ?
"En principe, nous aurions besoin de connaître la trajectoire et la masse de chaque étoile de la galaxie, ainsi que la matière noire, afin de remonter les orbites dans le temps, " explique Bailer-Jones. " En pratique, ce n'est pas nécessaire; nous pouvons l'approximer en utilisant un modèle de potentiel gravitationnel lisse, qui prend en compte à la fois la matière visible et la matière noire [dans notre galaxie]. »
Il y a un problème avec cette approximation, toutefois. Ce modèle n'évolue pas avec le temps, et il perd en précision sur des périodes plus longues. "Par conséquent, alors que nous pouvons être raisonnablement confiants quant au retraçage des orbites dans le temps pendant, disons, quelques dizaines de millions d'années, au-delà, les incertitudes s'accumulent trop pour que nous puissions dire quoi que ce soit avec une bonne confiance, " il dit.
Cela ne veut pas dire que les chercheurs n'ont pas de candidats. En réalité, ils ont trouvé quatre étoiles naines avec lesquelles 'Oumuamua a voyagé assez près et sont dans la marge d'erreur en tant que foyer d'origine de la comète.
La passe la plus proche a été réalisée avec l'étoile naine rougeâtre HIP 3757 il y a environ 1 million d'années. À cette occasion, les chercheurs calculent que "Oumuamua s'est approché à 1,96 années-lumière de l'étoile, ce qui en fait un candidat possible comme maison d'Oumuamua. Cependant, la grande vitesse relative de l'étoile (elle se déplace à une vitesse vertigineuse de 25 kilomètres, ou 15,5 milles, par seconde) rend cela moins probable.
Le prochain passage le plus proche était il y a 3,8 millions d'années avec l'étoile semblable au soleil HD 292249. La vitesse relative de cette étoile de 10 kilomètres (6 miles) par seconde en fait un candidat plus probable comme la maison d'Oumuamua. Les rencontres avec les deux autres étoiles - sans nom mais précédemment cataloguées par d'autres relevés - ont eu lieu il y a 1,1 et 6,3 millions d'années et se déplacent à des vitesses intermédiaires. Les astronomes ne savent pas si l'une de ces étoiles possède son propre système planétaire. Pour éjecter une comète comme 'Oumuamua dans l'espace interstellaire, la présence d'une grande planète géante gazeuse sera probablement nécessaire pour fournir le punch gravitationnel.
Ces quatre étoiles ne sont pas les seuls candidats, cependant, ce ne sont que les meilleurs candidats que les chercheurs ont trouvés en utilisant les ensembles de données actuels mis à disposition par Gaia. Comme plus d'informations sur plus d'étoiles sont enregistrées par la mission d'enquête, plus de candidats possibles peuvent se présenter comme la maison d'Oumuamua.
La Data Release 3 (GDR3) de Gaia devrait arriver en 2021, ajoute Bailer-Jones, qui est également membre du Consortium de traitement et d'analyse de données Gaia. Cette version ajoutera plus de données de vitesse radiale et devrait affiner la recherche des origines d'Oumuamua. "Cela nous permettra de retracer les orbites de beaucoup plus d'étoiles, " il dit, « s'il y a de meilleurs candidats à domicile parmi ceux-ci, nous ne savons pas. Nous devrons le faire pour le savoir."
Maintenant c'est intéressantLe nuage d'Oort abrite peut-être plus d'un billion de comètes, selon la Nasa. Les astronomes pensent que la région lointaine de l'espace entoure le soleil, les planètes et la ceinture de Kuiper.
