Un visiteur galactique est entré dans notre système solaire l'année dernière, la comète interstellaire 2I/Borisov. Lorsque les astronomes ont pointé l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) vers la comète les 15 et 16 décembre 2019, pour la première fois, ils ont observé directement les produits chimiques stockés à l'intérieur d'un objet provenant d'un système planétaire autre que le nôtre. Cette recherche est publiée en ligne le 20 avril 2020 dans la revue Astronomie de la nature .

Les observations ALMA d'une équipe de scientifiques internationaux dirigée par Martin Cordiner et Stefanie Milam au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland, a révélé que le gaz sortant de la comète contenait des quantités inhabituellement élevées de monoxyde de carbone (CO). La concentration de CO est plus élevée que quiconque a détecté dans n'importe quelle comète à moins de 2 UA du Soleil (à moins de 186 millions de miles, ou 300 millions de kilomètres). La concentration en CO de 2I/Borisov a été estimée entre neuf et 26 fois supérieure à celle de la comète moyenne du système solaire.

Les astronomes souhaitent en savoir plus sur les comètes, car ces objets passent la plupart de leur temps à de grandes distances de toute étoile dans des environnements très froids. Contrairement aux planètes, leurs compositions intérieures n'ont pas beaucoup changé depuis leur naissance. Par conséquent, ils pourraient en dire beaucoup sur les processus qui se sont produits lors de leur naissance dans les disques protoplanétaires. "C'est la première fois que nous regardons à l'intérieur d'une comète depuis l'extérieur de notre système solaire, " a déclaré l'astrochimiste Martin Cordiner, "Et elle est radicalement différente de la plupart des autres comètes que nous avons vues auparavant."

ALMA a détecté deux molécules dans le gaz éjecté par la comète :le cyanure d'hydrogène (HCN) et le monoxyde de carbone (CO). Alors que l'équipe s'attendait à voir HCN, qui est présent dans 2I/Borisov à des quantités similaires à celles trouvées dans les comètes du système solaire, ils ont été surpris de voir de grandes quantités de CO. "La comète a dû se former à partir de matière très riche en CO glace, qui n'est présent qu'aux températures les plus basses trouvées dans l'espace, en dessous de -420 degrés Fahrenheit (-250 degrés Celsius), " a déclaré la planétologue Stefanie Milam.

"ALMA a joué un rôle déterminant dans la transformation de notre compréhension de la nature de la matière cométaire dans notre propre système solaire - et maintenant avec cet objet unique provenant de nos voisins d'à côté. Ce n'est que grâce à la sensibilité sans précédent d'ALMA aux longueurs d'onde submillimétriques que nous sommes en mesure de caractériser le gaz sortant de ces objets uniques, " a déclaré Anthony Remijan de l'Observatoire national de radioastronomie à Charlottesville, Virginie et co-auteur de l'article.

Le monoxyde de carbone est l'une des molécules les plus courantes dans l'espace et se trouve à l'intérieur de la plupart des comètes. Encore, il y a une énorme variation dans la concentration de CO dans les comètes et personne ne sait vraiment pourquoi. Une partie de cela pourrait être liée à l'endroit où une comète s'est formée dans le système solaire ; certains ont à voir avec la fréquence à laquelle l'orbite d'une comète la rapproche du Soleil et l'amène à libérer ses glaces plus facilement évaporées.

"Si les gaz que nous avons observés reflètent la composition du lieu de naissance de 2I/Borisov, alors cela montre qu'il peut s'être formé d'une manière différente de celle de nos propres comètes du système solaire, dans un froid extrême, région externe d'un système planétaire lointain, " ajouta Cordiner. Cette région peut être comparée à la région froide des corps glacés au-delà de Neptune, appelé la ceinture de Kuiper.

L'équipe ne peut que spéculer sur le type d'étoile qui a hébergé le système planétaire de 2I/Borisov. "La plupart des disques protoplanétaires observés avec ALMA sont autour de versions plus jeunes d'étoiles de faible masse comme le Soleil, " a déclaré Cordiner. " Beaucoup de ces disques s'étendent bien au-delà de la région où nos propres comètes se seraient formées, et contiennent de grandes quantités de gaz et de poussière extrêmement froids. Il est possible que 2I/Borisov provienne d'un de ces disques plus gros."

En raison de sa grande vitesse lorsqu'il a traversé notre système solaire (33 km/s ou 21 miles/s), les astronomes soupçonnent que 2I/Borisov a été expulsé de son système hôte, probablement en interagissant avec une étoile ou une planète géante qui passe. Il a ensuite passé des millions ou des milliards d'années sur un rhume, voyage solitaire à travers l'espace interstellaire avant d'être découvert le 30 août 2019 par l'astronome amateur Gennady Borisov.

2I/Borisov n'est que le deuxième objet interstellaire à être détecté dans notre système solaire. Le premier — 1I/'Oumuamua — a été découvert en octobre 2017, à quel point il était déjà sur le point de sortir, rendant difficile de révéler des détails sur s'il s'agissait d'une comète, astéroïde, ou autre chose. La présence d'un coma actif de gaz et de poussière autour de 2I/Borisov en a fait la première comète interstellaire confirmée.

Jusqu'à ce que d'autres comètes interstellaires soient observées, la composition inhabituelle de 2I/Borisov ne s'explique pas facilement et soulève plus de questions qu'elle n'apporte de réponses. Sa composition est-elle typique des comètes interstellaires ? Verrons-nous plus de comètes interstellaires dans les années à venir avec des compositions chimiques particulières ? Que révéleront-ils sur la formation des planètes dans d'autres systèmes stellaires ?

"2I/Borisov nous a donné un premier aperçu de la chimie qui a façonné un autre système planétaire, " dit Milam. " Mais seulement quand nous pouvons comparer l'objet à d'autres comètes interstellaires, apprendrons-nous si 2I/Borisov est un cas particulier, ou si chaque objet interstellaire a des niveaux anormalement élevés de CO."