Après quelques semaines d’observation, la trajectoire de la comète interstellaire Borisov est maintenant bien établie. On estime qu’elle devrait passer à proximité du soleil le 8 décembre 2019. Ce passage devrait se faire à une distance de 2 unités astronomiques, c’est-à-dire deux fois la distance qui sépare le soleil de la Terre. Cet objet interstellaire intéresse évidemment beaucoup d’astronomes. Il a donc été surveillé de près.
L’objet interstellaire Borisov a été photographié par Hubble
Le 2 octobre 2019, le télescope spatial Hubble a photographié la comète Borisov. Cette photographie permet de faire ressortir le halo de poussières qui entoure la comète. C’est une différence importante par rapport à Oumuamua, le premier objet interstellaire qui a été découvert en 2017. Ces deux exemples d’objets interstellaires sont très différents, ce qui est plutôt excitant pour les futures détections d’objets interstellaires. Il semble qu’il faille s’attendre à tout.
La comète Borisov nous apprend par ailleurs que ce qu’il se passe dans le système solaire semble être la norme dans la galaxie. Les comètes de nos voisins ressemblent aux nôtres. Seule la trajectoire de Borisov permet de déterminer son origine interstellaire. Bien entendu, certains chercheurs ont essayé de localiser son origine.
Borisov aurait pour origine le système de l’étoile Kruger 60
Une équipe polonaise a tenté de remonter la trajectoire de la comète dans le temps, pour voir d’où elle peut venir. Ils pensent que l’objet interstellaire Borisov vient d’une étoile binaire appelée Kruger 60. Leurs simulations montrent qu’il y a un million d’années, Borisov a approché le système de Kruger 60. En fait, elle serait passée à 5,7 années-lumière de distance de ce système.
Mais ce sont les vitesses qui nous intéressent. Lors de ce passage, Borisov aurait eu une vitesse relative faible par rapport aux deux étoiles, ce qui indique peut-être qu’il s’agit de son système d’origine. Les étoiles binaires pourraient avoir de très grands nuages d’Oort, peut-être plusieurs années-lumière. Donc même à 5 années-lumière de distance, l’hypothèse formulée par l’équipe polonaise est plausible.
Difficile de savoir précisément d’où vient un objet interstellaire
Essayer de déterminer l’origine d’un objet interstellaire est cependant très difficile. Les étoiles bougent sans cesse les unes par rapport aux autres. Par conséquent, savoir où se trouvait l’objet interstellaire Borisov et l’étoile Kruger 60 il y a un million d’années n’est possible qu’avec des marges d’erreur. On pourra peut-être affiner un peu plus ces modèles au fur et à mesure que la trajectoire de la comète interstellaire sera mieux identifiée.
En attendant, Borisov continue de se rapprocher du soleil. A moins qu’elle ne se désintègre lors de son passage au plus près de notre étoile, elle devrait rester observable au moins jusqu’en septembre 2020. Après cette date, elle partira vers une nouvelle destination.
L’objet interstellaire C/2019 Q4 Borisov a été découvert fin août
— Actualités du 17 septembre 2019 —
Le 20 novembre 2017, une équipe d’astronomes a publié un article annonçant la découverte d’Oumuamua, un objet extraordinaire à plus d’un titre. D’une forme très allongée et d’une couleur rougeâtre, il venait de passer à proximité de la Terre. Mais ce qui le distinguait vraiment, c’était sa trajectoire. Après deux semaines d’observation, on a vérifié que sa trajectoire était très hyperbolique. Cela signifie qu’Oumuamua était un objet interstellaire, le premier observé dans le système solaire. Cette découverte a mené à de nombreuses spéculations sur la nature d’Oumuamua et sur la fréquence à laquelle le système solaire est visité par des objets qui ne s’y sont pas formés.
Presque deux ans plus tard, un nouvel objet interstellaire a été observé, la comète C/2019 Q4 Borisov. Cet objet a une vitesse très élevée par rapport au soleil, et sa trajectoire semble hyperbolique. Si son origine interstellaire est confirmée, C/2019 Q4 Borisov sera un objet d’étude très intéressant. Il est encore en phase d’approche du soleil, ce qui signifie qu’on va pouvoir l’observer se rapprocher peu un peu de la Terre. Sa trajectoire devrait l’amener un peu au-delà de l’orbite de la planète Mars avant de s’éloigner pour toujours.
C/2019 Q4 Borisov est une comète active, ce qui la distingue d’Oumuamua. Bien que C/2019 Q4 Borisov n’est pas encore au plus près du soleil, il a déjà commencé à dégazer. Un des télescopes de l’observatoire de Gemini situé aux Etats-Unis est ainsi parvenu à prendre une photo de C/2019 Q4 Borisov entourée de sa queue. Oumuamua était passé bien plus près du soleil sans qu’aucune queue cométaire ne soit observée, mais on avait pu remarquer qu’il accélérait légèrement en s’éloignant du soleil, un phénomène probablement provoqué par un dégazage semblable à celui d’une comète.
C/2019 Q4 Borisov est très difficile à observer car l’objet interstellaire a pour le moment une position dans le ciel proche de celle du soleil. Sa nature interstellaire devrait cependant pouvoir être confirmée dans les jours ou les semaines qui viennent. En continuant les observations, on devrait aussi être capable de déterminer sa composition chimique. Les comètes sont généralement constituées de la matière première d’un système, autrement dit c’est une superbe opportunité pour étudier la chimie primitive d’un système planétaire lointain.
Impossible cependant d’imaginer y envoyer une sonde spatiale pour explorer C/2019 Q4 Borisov. L’objet interstellaire a été découvert tôt par rapport à Oumuamua, mais pas assez tôt. Une sonde spatiale de 2 tonnes propulsée par une fusée Falcon Heavy aurait pu l’intercepter si elle avait décollé en juillet 2018, plus d’un an avant la découverte de l’objet interstellaire. Tout ce qu’on peut espérer aujourd’hui, c’est essayer de le rattraper. Théoriquement, un CubeSat de 3 kg propulsé par un SLS devrait encore être capable d’intercepter l’objet interstellaire, mais il faut être raisonnable. Les observations télescopiques réalisées depuis le sol ou l’orbite devraient déjà nous en apprendre beaucoup sur cet objet interstellaire.
Si on veut intercepter un objet interstellaire, il faudra probablement attendre une nouvelle découverte pour pouvoir réagir rapidement. L’agence spatiale européenne est en train de travailler sur une mission appelée Comet Interceptor, un ensemble de trois sondes spatiales qui pourrait être tiré avant même d’avoir une cible. Elle se placerait au niveau du point de Lagrange L2 du système soleil-Terre. Lorsqu’un objet particulièrement intéressant sera découvert, par exemple un nouvel objet interstellaire, les trois sondes spatiales se mettront immédiatement sur une trajectoire d’interception. La mission est à l’origine prévue pour étudier une nouvelle comète mais on peut imaginer que l’ESA pourrait être tentée de cibler un objet interstellaire.
L’astéroïde 2015 BZ509 pourrait venir d’un autre système
— Actualités du 22 mai 2018 —
Oumuamua est le premier objet interstellaire détecté dans le système solaire. Sa forme et sa couleur ont interpellé les astrophysiciens. Il va cependant être difficile d’en apprendre plus sur cet objet car il se déplace rapidement vers une nouvelle destination. Pour avoir un jour la chance d’étudier un objet interstellaire, il faudra se préparer longtemps à l’avance et disposer d’une sonde spatiale assez rapide pour aller à sa rencontre. De plus, on détectera probablement ces objets tardivement et il faudrait qu’une sonde spatiale et sa fusée spatiale soient prêtes à partir pour avoir une chance de l’intercepter. Mais tous les objets interstellaire sont-ils assez rapides pour échapper à l’attraction gravitationnelle de notre soleil ? L’objet 2015 BZ509 a été découvert fin 2014 par le télescope Pan-STARRS, le même télescope qui a détecté Oumuamua. Son orbite est étonnante : il est dans une configuration co-orbitale avec Jupiter, mais rétrograde, c’est-à-dire qu’il orbite autour du soleil en résonance avec Jupiter, mais dans le sens inverse de la planète géante, et de quasiment tous les objets connus du système solaire.
Les causes de cette orbite rétrograde sont difficiles à identifier. Dans une étude qui vient d’être publiée, une équipe de l’observatoire de la Côte d’Azur suggère qu’il faut attribuer cette orbite à l’origine interstellaire de 2015 BZ509. En effet, on modèlise la création du système solaire avec un disque protoplanétaire à partir duquel les planètes, les lunes et les astéroïdes se sont créés. Mais dans le disque protoplanétaire toute la matière tournerait dans le même sens. Les objets créés à partir de ce disque protoplanétaire conserveraient donc ce mouvement. Quand on découvre un objet tournant dans le sens inverse, c’est qu’il a une histoire particulière. On connaît une centaine d’astéroïdes sur des orbites rétrogrades. On explique le plus souvent cette anomalie par des collisions ou des intéractions gravitationnelles avec Jupiter, mais la configuration co-orbitale de 2015 BZ509 avec Jupiter le rend unique.
A l’aide de simulations informatiques, l’équipe de l’observatoire de la Côte d’Azur a reproduit les paramètres orbitaux de l’astéroïde en remontant dans le temps. Leurs simulations montrent que même il y a 4,5 milliards d’années, alors que le système solaire était en formation, 2015 BZ509 avait déjà cette orbite rétrograde en résonance avec Jupiter. Les explications possibles se réduisent donc fortement. La seule façon dont l’astéroïde aurait pu se retrouver sur cette orbite est qu’il ne s’est pas formé dans notre système solaire. Il aurait voyagé jusqu’à nous. L’explication est plausible car notre soleil se serait formé au milieu d’une centaine d’étoiles similaires. La proximité entre les étoiles aurait facilité ce genre d’échanges d’objets entre les jeunes étoiles. Aujourd’hui, le soleil et ses frères se sont dispersés dans la galaxie. Mais 2015 BZ509 pourrait être un témoignage de cette époque. Le gros avantage avec cet astéroïde, c’est qu’il ne va nulle part. On peut donc prendre tout notre temps pour réfléchir à un moyen de confirmer ou d’infirmer l’hypothèse interstellaire. Si son origine extra-solaire est confirmée, 2015 BZ509 pourrait devenir une cible très intéressante à explorer. D’ici là, on pourra peut-être identifier d’autres astéroïdes de ce type.
De nouvelles observations d’Oumuamua renseignent sur son passé
— Actualités du 20 février 2018 —
En octobre 2017, l’étrange objet Oumuamua était découvert. C’était le premier objet interstellaire observé. Mais il n’y a pas que la provenance Oumuamua qui intrigue. Sa forme très allongée et sa couleur rouge foncée en font un objet très singulier par rapport à ce qu’on a l’habitude de voir dans notre système solaire. Dans une nouvelle étude, une équipe universitaire irlandaise a étudié la luminosité de l’objet. L’équipe de chercheurs a pu déterminer son axe de rotation ou plutôt ses axes de rotation. En effet, contrairement aux astéroïdes que l’on connaît, Oumuamua tourne de manière très chaotique, ce qui est probablement un témoignage du passé très violent de l’objet. Cela laisse penser que Oumuamua s’est échappé de son système d’origine suite à une collision. Il faudra probablement des milliards d’années à Oumuamua pour retrouver une rotation plus classique. L’étude montre aussi que la surface de l’objet serait tâcheté, ce qui signifie que sa composition connaîtrait des variations locales, ce qui est plutôt étonnant pour un objet si petit.
Oumuamua s’éloigne de nous à grande vitesse. Il va devenir de plus en plus difficile de poursuivre les observations. Il s’agit maintenant de se préparer à observer le prochain visiteur interstellaire. C’est un tout nouveau champ d’étude qui se présente pour les astronomes. Si l’origine interstellaire de Oumuamua est évidente du fait de sa grande originalité et sa vitesse élevée, d’autres objets interstellaires pourraient être plus difficiles à repérer. Certaines observations passées d’objets à trajectoire hyperbolique pourraient ainsi être réinterprétées comme des objets interstellaires. De même, toute une population de ces objets pourrait avoir été capturée par la gravité du soleil ou de Jupiter. Ils se comporteraient alors comme des astéroïdes classiques, ils seraient donc très difficile à distinguer de ceux-ci. L’outil PANSTARRS qui avait observé Oumuamua en premier a de bonnes chances de découvrir d’autres objets. Il surveille une grande partie du ciel de manière continue, ce qui devrait lui permettre d’identifier de nouveaux astéroïdes de la ceinture principale, des astéroïdes troyens des géantes gazeuses, des objets de la ceinture de Kuiper et avec un peu de chance quelques nouveaux objets interstellaires.
Un astéroïde de forme inhabituelle est passé près de la Terre en octobre
— Actualités du 21 novembre 2017 —
Le 19 octobre dernier, un astéroïde de 400 mètres de diamètre a été découvert alors qu’il passait à seulement 30 millions de km de la Terre. Sa trajectoire hyperbolique semble indiquer qu’il ne provient pas de notre système solaire. C’est la première fois qu’un objet interstellaire est découvert. Il a été appelé Oumuamua. Il aurait été éjecté du système solaire où il est né. De très nombreux astéroïdes connaîtraient le même sort à chaque création d’un système solaire. Oumuamua pourrait donc être le premier d’une longue série. L’identité du système solaire qui a éjecté cet astéroïde n’est pas encore sûre. Certains évoquent Vega, une étoile située à 25 années-lumière de notre système solaire, ou de l’association stellaire Karina située entre 163 et 277 années-lumière de notre soleil. Oumuamua a fait un très long voyage avant de rendre visite à notre système solaire.
Oumuamua est un objet de couleur rouge foncé, et a une forme très allongée, un peu comme une baguette de pain. Cela fait penser que l’objet est très dense, probablement constitué de roches ou de métaux. En tout cas, la découverte de cet astéroïde met un terme à plusieurs décennies d’attente pour les astronomes. On a en effet longtemps supposé leur existence mais sans jamais pouvoir en faire la moindre observation. Maintenant que la première détection a eu lieu, les méthodes devraient s’affiner pour pouvoir en découvrir plus, et peut-être même les étudier en détail.
La mise en service du télescope LSST (Large Synoptic Survey Telescope) en 2022 devrait permettre de multiplier ce genre de découvertes. Il est en construction au Chili depuis 2015. Il est composé de trois miroirs, dont le plus grand miroir convexe du monde. Il devrait pouvoir surveiller de larges parties du ciel. Son capteur numérique de 3,2 gigapixels collectera énormément de données brutes chaque nuit. Ses capacités extraordinaires devront lui permettre de photographier très régulièrement l’ensemble du ciel observable depuis sa position. Cette surveillance en continu d’une grande partie du ciel devrait permettre de découvrir d’autres astéroïdes interstellaires, et également les astéroïdes issus du système solaire.
On peut imaginer qu’un jour une sonde spatiale pourrait intercepter un astéroïde, mais cela paraît assez difficile. Il faut en effet pouvoir le détecter très longtemps à l avance car ce sont des objets très rapide qui ne passent qu’une fois. Les modèles actuels estime qu’un tel objet traverse le système solaire environ une fois par an, au maximum. On a eu de la chance avec Oumuamua car l’astéroïde est passé relativement près de la Terre. Pour pouvoir faire plus d’observations, il va falloir être patient et avoir de bons instruments.
Image by ESO/M. Kornmesser (http://www.eso.org/public/images/eso1737e/) [CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)], via Wikimedia Commons
Sources
