Le premier objet interstellaire jamais vu dans notre système solaire, nommé 'Oumuamua, offre aux scientifiques une nouvelle perspective sur le développement des systèmes planétaires. Une nouvelle étude menée par une équipe comprenant des astrophysiciens du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland, calculé comment ce visiteur de l'extérieur de notre système solaire s'intègre dans ce que nous savons sur la façon dont les planètes, les astéroïdes et les comètes se forment.

Le 19 octobre, 2017, des astronomes travaillant avec le télescope d'enquête panoramique et le système de réponse rapide (Pan-STARRS1) financés par la NASA à l'Université d'Hawaï ont repéré un objet traversant notre système solaire à très grande vitesse. Les scientifiques du Minor Planet Center, financé par le programme d'observations d'objets géocroiseurs de la NASA, a confirmé que c'était le premier objet d'origine interstellaire que nous ayons vu. L'équipe l'a surnommé 'Oumuamua (prononcé oh-MOO-ah-MOO-ah), ce qui signifie "un messager de loin arrivant le premier" en hawaïen, et il porte déjà bien son nom.

"Cet objet a probablement été éjecté d'un système stellaire lointain, " dit Elisa Quintana, un astrophysicien à Goddard. "Ce qui est intéressant, c'est que seul cet objet volant si rapidement peut nous aider à contraindre certains de nos modèles de formation de planètes."

Le 19 septembre, 'Oumuamua a dépassé le Soleil à environ 196, 000 mph (315, 400 km/h), assez rapide pour échapper à l'attraction gravitationnelle du Soleil et se libérer du système solaire, pour ne jamais revenir. D'habitude, un objet voyageant à une vitesse similaire serait une comète tombant vers le soleil depuis le système solaire externe. Les comètes sont des objets glacés qui varient entre la taille d'une maison et plusieurs kilomètres de diamètre. Mais ils dégagent généralement du gaz et de la poussière lorsqu'ils s'approchent du Soleil et se réchauffent. 'Oumuamua ne l'a pas fait. Certains scientifiques ont interprété cela comme signifiant que 'Oumuamua était un astéroïde sec.

Planètes et planétésimaux, des objets plus petits qui incluent des comètes et des astéroïdes, condenser des disques de poussière, du gaz et de la glace autour des jeunes étoiles. Les objets plus petits qui se forment plus près de leurs étoiles sont trop chauds pour avoir une glace de surface stable et deviennent des astéroïdes. Ceux qui se forment plus loin utilisent la glace comme bloc de construction et deviennent des comètes. La région où se développent les astéroïdes est relativement petite.

"Le total de l'immobilier qui est assez chaud pour cela est presque nul, " a déclaré l'auteur principal Sean Raymond, astrophysicien au Centre National de la Recherche Scientifique et à l'Université de Bordeaux. "Ce sont ces minuscules petites régions circulaires autour des étoiles. Il est plus difficile pour ce truc d'être éjecté parce qu'il est plus lié gravitationnellement à l'étoile. Il est difficile d'imaginer comment 'Oumuamua aurait pu être expulsé de son système s'il avait commencé comme un astéroïde. "

La distance d'une étoile au-delà de laquelle l'eau reste glacée, même s'il est exposé au soleil, est appelée la ligne de neige ou la ligne de glace. Dans notre propre système solaire, par exemple, les objets qui se sont développés à moins de trois fois la distance entre le Soleil et la Terre auraient été si chauds qu'ils ont perdu toute leur eau. Cette ligne de neige s'est un peu contractée à mesure que le soleil rétrécissait et se refroidissait avec le temps, mais les astéroïdes de notre ceinture principale sont situés à l'intérieur ou à proximité de notre ligne de neige, suffisamment près du Soleil pour qu'il soit difficile d'être éjecté.

"Si nous comprenons correctement la formation des planètes, les matériaux éjectés comme 'Oumuamua doivent être majoritairement glacés, " a déclaré Thomas Barclay, astrophysicien à Goddard et à l'Université du Maryland, Comté de Baltimore. "Si nous voyons des populations de ces objets à prédominance rocheuse, cela nous dit que quelque chose ne va pas dans nos modèles."

Les scientifiques soupçonnent que la plupart des planétésimaux éjectés proviennent de systèmes avec des planètes gazeuses géantes. L'attraction gravitationnelle de ces planètes massives peut projeter des objets hors de leur système et dans l'espace interstellaire. Les systèmes avec des planètes géantes sur des orbites instables sont les plus efficaces pour éjecter ces corps plus petits car, à mesure que les géantes se déplacent, ils entrent en contact avec plus de matière. Les systèmes qui ne forment pas de planètes géantes éjectent rarement de la matière.

En utilisant des simulations de recherches antérieures, Raymond et ses collègues ont montré qu'un petit pourcentage d'objets se rapprochent si près des géantes gazeuses lorsqu'ils sont éjectés qu'ils devraient être déchirés en morceaux. Les chercheurs pensent que le fort étirement gravitationnel qui se produit dans ces scénarios pourrait expliquer la longue, forme mince en forme de cigare.

Les chercheurs ont calculé le nombre d'objets interstellaires que nous devrions voir, sur la base d'estimations selon lesquelles un système stellaire éjecte probablement quelques masses terrestres de matière lors de la formation de la planète. Ils ont estimé que quelques grands planétésimaux détiendraient la majeure partie de cette masse, mais seraient dépassés en nombre par des fragments plus petits comme 'Oumuamua. Les résultats ont été publiés le 27 mars dans la revue Avis mensuels de la Royal Astronomical Society .

Les résultats ont déjà été partiellement confirmés par des observations de la couleur de l'objet. D'autres études ont également noté que des systèmes stellaires comme le nôtre seraient plus susceptibles d'éjecter des comètes que des astéroïdes. De futurs observatoires comme le Large Synoptic Survey Telescope financé par la National Science Foundation pourraient aider les scientifiques à repérer davantage de ces objets et à améliorer notre compréhension statistique de la formation des planètes et des planétésimales, même au-delà de notre système solaire.

"Même si cet objet volait à travers notre système solaire, cela a des implications pour les planètes extrasolaires et pour trouver d'autres Terres, " dit Quintana.