Une équipe d'astronomes dirigée par Coryn Bailer-Jones de l'Institut Max Planck d'astronomie a suivi l'objet interstellaire 'Oumuamua jusqu'à plusieurs étoiles d'origine possibles. L'objet a été découvert fin 2017 - c'était la première fois que les astronomes pouvaient observer un objet astronomique d'un autre système stellaire visitant notre propre système solaire. Bailer-Jones et ses collègues ont utilisé les données du satellite d'astrométrie de l'ESA Gaia pour trouver quatre étoiles plausibles où 'Oumuamua aurait pu commencer son long voyage, il y a plus d'un million d'années.

La découverte de l'objet interstellaire désormais connu sous le nom de 'Oumuamua en octobre 2017 était une première :pour la première fois, les astronomes ont pu visiter un objet interstellaire visitant notre système solaire. Malheureusement, le visiteur n'a été pris qu'au moment de partir, mais les astronomes pouvaient toujours utiliser des télescopes au sol et spatiaux pour mesurer le mouvement de l'objet.

Maintenant, un groupe d'astronomes dirigé par Coryn Bailer-Jones a réussi à retracer le mouvement d'Oumuamua et à identifier quatre étoiles candidates à l'origine de l'objet interstellaire. Des études antérieures avaient tenté des reconstructions similaires de l'origine de 'Oumuamua, mais n'avait pas trouvé de candidats plausibles.

Un nouvel ingrédient crucial

Il manquait à ces études antérieures un ingrédient crucial :en juin 2018, un groupe dirigé par l'astronome de l'ESA Marco Micheli avait montré que "l'orbite d'Oumuamua dans le système solaire n'est pas celle d'un objet en chute libre, C'est, d'un objet se déplaçant exclusivement sous l'influence de la gravité. Au lieu, il y avait une accélération supplémentaire lorsque l'objet était proche du Soleil. L'explication probable est que 'Oumuamua a une certaine similitude avec une comète - avec de la glace qui, lorsqu'il est suffisamment chauffé par la lumière du soleil, produit du gaz qui accélérera à son tour l'objet source comme un moteur de fusée extrêmement faible. Bien que faible (le dégazage n'était pas visible sur les images comme c'est le cas avec les comètes proches du Soleil), il est trop important pour être ignoré lors du retour en arrière de l'orbite.

La nouvelle étude de Bailer-Jones et de ses collègues prend en compte la façon dont 'l'orbite d'Oumuamua a changé lorsque l'objet est passé près du Soleil, donner aux astronomes une estimation précise de la direction d'où venait l'objet à l'origine, ainsi que la vitesse à laquelle il est entré dans notre système solaire.

Tirer parti du trésor de données de Gaia

Cela pourrait expliquer comment 'Oumuamua est entré dans le système solaire, mais qu'en est-il des étoiles qu'il a rencontrées en chemin, et leur gravité combinée qui aura influencé la trajectoire de l'objet ? Pour cette partie de la reconstruction, Bailer-Jones a utilisé un trésor de données que la mission Gaia de l'ESA a publié en avril dernier, Data Release 2 de Gaia (DR2). En tant que responsable d'un des groupes en charge de la préparation des données Gaia à destination de la communauté scientifique, Bailer-Jones connaît très bien cet ensemble de données particulier. En particulier, DR2 comprend des informations précises sur les positions, mouvement dans le ciel, et la parallaxe (comme mesure de distance), pour 1,3 milliard d'étoiles. Pour sept millions d'entre eux, il y a aussi des informations sur la vitesse radiale de l'étoile, C'est, son mouvement directement loin de ou vers nous. A l'aide de la base de données astronomique Simbad, les astronomes ont inclus 220 000 étoiles supplémentaires dans leur étude, pour laquelle la vitesse radiale n'est disponible qu'à partir de la base de données Simbad.

Prochain, les astronomes ont examiné un retour approximatif :un scénario simplifié dans lequel à la fois 'Oumuamua et toutes les étoiles se déplacent le long de lignes droites, à vitesses constantes. A partir de ce scénario, ils ont sélectionné environ 4 500 étoiles qui étaient des candidats prometteurs pour une rencontre plus étroite avec 'Oumuamua. Puis vint l'étape suivante :retracer les motions passées pour ces candidats, et pour 'Oumuamua en utilisant une version lissée de l'influence gravitationnelle de toute la matière dans notre galaxie d'origine (le "potentiel galactique lissé").

Recherche de logements candidats

Diverses études avaient déjà suggéré que « Oumuamua avait été éjecté du système planétaire de son étoile d'origine pendant la phase de formation de la planète, quand il y avait beaucoup d'objets de petite taille ("planétésimaux") volant autour qui interagissent avec des planètes géantes dans le système. L'étoile d'origine de l'objet est susceptible d'avoir deux propriétés clés :remonter l'orbite d'Oumuamua nous ramènera directement à, ou du moins très proche de, la star de la maison. En outre, la vitesse relative de 'Oumuamua et de son étoile d'origine est susceptible d'être relativement lente - les objets ne sont généralement pas éjectés de leurs systèmes d'origine à de grandes vitesses.

Bailer-Jones et ses collègues ont trouvé quatre étoiles qui sont des candidats possibles pour le monde natal d'Oumuamua. Toutes les quatre sont des étoiles naines. Celui qui s'est le plus rapproché de 'Oumuamua, il y a au moins un million d'années, est l'étoile naine rougeâtre HIP 3757. Elle s'est approchée à environ 1,96 années-lumière. Compte tenu des incertitudes non prises en compte dans cette reconstruction, qui est assez proche pour que 'Oumuamua provienne de son système planétaire (si l'étoile en a un). Cependant, la vitesse relative relativement élevée (environ 25 km/s) rend moins probable qu'il s'agisse de la maison d'Oumuamua.

Le prochain candidat, HD 292249, est semblable à notre Soleil, était un peu moins proche de la trajectoire de l'objet il y a 3,8 millions d'années, mais avec une vitesse relative inférieure de 10 km/s. Les deux candidats supplémentaires ont rencontré 'Oumuamua il y a 1,1 et 6,3 millions d'années, respectivement, à des vitesses et distances intermédiaires. Ces étoiles ont déjà été cataloguées par d'autres relevés, mais on en sait peu sur eux.

Autres directions

Bien que ces quatre soient des candidats plausibles, le pistolet fumant est toujours manquant. Afin d'éjecter 'Oumuamua aux vitesses observées, le système domestique aurait dû comporter une planète géante appropriée qui pourrait lancer 'Oumuamua dans les profondeurs de l'espace. Jusque là, aucune planète de ce type n'a été détectée autour de ces étoiles - mais comme aucune des étoiles n'a été examinée de près pour les planètes jusqu'à présent, cela pourrait bien changer à l'avenir.

L'étude est également limitée par le nombre limité de vitesses radiales incluses dans la deuxième publication de données de Gaia. La troisième sortie de Gaia, prévu pour 2021, devrait fournir de telles données pour un échantillon d'étoiles dix fois plus grand, ce qui pourrait conduire à l'identification de candidats supplémentaires. La recherche de la maison d'Oumuamua se poursuit. L'étude présentée ici présente des candidats intéressants, mais nous n'avons pas tout à fait suivi notre maison de visiteur interstellaire jusqu'au bout, encore.

Le travail décrit ici est accepté pour publication dans le Journal d'astrophysique comme Bailer-Jones et al. 2018, "Des étoiles domestiques plausibles de l'objet interstellaire 'Oumuamua trouvées dans GaiaDR2."