L'étrange nature du tout premier astéroïde interstellaire détecté à ce jour
Publié par Adrien le 22/11/2017 à 00:00
Source: ESO
Des astronomes ont pour la toute première fois étudié un astéroïde en provenance de l'espace interstellaire lors de sa traversée de notre Système Solaire. Des observations effectuées au moyen du Very Large Telescope de l'ESO au Chili et d'autres observatoires disséminés à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement...) du globe ont montré que cet objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné par une...) particulier a voyagé dans l'espace des millions d'années avant de pénétrer à l'intérieur de notre système stellaire (Stellaria est un genre de plantes herbacées annuelles ou vivaces, les stellaires, de la famille des Caryophyllaceae. Il comprend près de 90 espèces réparties à...). C'est un objet de couleur (La couleur est la perception subjective qu'a l'œil d'une ou plusieurs fréquences d'ondes lumineuses, avec une (ou des) amplitude(s) donnée(s).) rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.) foncé, de forme très allongée, de composition métallique ou rocheuse, qui ne ressemble en rien aux composants habituels du Système Solaire (Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le Soleil et des corps célestes ou objets définis gravitant autour de lui (autrement dit, notre système...). Les résultats de cette étude paraîtront au sein de l'édition du 20 novembre 2017 de la revue Nature.


Le 19 octobre 2017, le télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant « regarder, voir »), est un instrument d'optique...) Pan-STARRS 1 détecta depuis Hawaï (Hawaï ou Hawaii (en hawaïen : Hawai‘i ; en anglais : Hawaii) est un État des États-Unis situé dans l'océan Pacifique, à environ 3 900...) un petit point (Graphie) de lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La lumière est intimement liée...) se mouvant dans le ciel (Le ciel est l'atmosphère de la Terre telle qu'elle est vue depuis le sol de la planète.). A première vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.), il ressemblait à un astéroïde (Un astéroïde est un objet céleste dont les dimensions varient de quelques dizaines de mètres à plusieurs kilomètres et qui, à la différence...) de faibles dimensions (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa largeur et sa profondeur/son épaisseur, ou bien son diamètre si c'est une pièce de révolution.) se déplaçant à vitesse (On distingue :) élevée. Toutefois, des observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir procuré explique la très grande...) complémentaires ont permis de précisément définir son orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps autour d'un autre corps sous l'effet de la gravitation.). Les calculs révélèrent, sans l'ombre (Une ombre est une zone sombre créée par l'interposition d'un objet opaque (ou seulement partiellement opaque) entre une source de lumière et la surface sur...) d'un doute, que son origine différait nettement de celle de l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un...) des astéroïdes et autres comètes observés à ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à minuit heure locale) et sa durée...). Cet objet provenait, non pas de l'intérieur du Système Solaire, mais de l'espace interstellaire, en effet. Bien que classifié en premier lieu parmi les comètes, les observations de l'ESO ainsi que d'autres observatoires ne révélèrent aucun signe d'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) cométaire lors de son passage à proximité du Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification...) en septembre 2017. L'objet a donc été rangé dans la classe des astéroïdes interstellaires et baptisé 1I/2017 U1 (`Oumuamua) (1).

"Il nous fallait agir rapidement" précise l'un des membres de l'équipe, Olivier Hainaut de l'ESO à Garching en Allemagne. " Oumuamua s'éloignait déjà du Soleil en direction de l'espace interstellaire".

Le Very Large Telescope de l'ESO fut aussitôt réquisitionné dans le but de déterminer l'orbite de l'objet, sa brillance ainsi que sa couleur, avec une précision meilleure que celle caractérisant les plus petits télescopes. La rapidité d'exécution fut essentielle, la luminosité (La luminosité désigne la caractéristique de ce qui émet ou réfléchit la lumière.) d'`Oumuamua diminuant drastiquement à mesure qu'il s'éloignait du Soleil, de l'orbite terrestre (Une orbite terrestre est une orbite située autour de la Terre. La Lune, le seul satellite naturel de la Terre, est située sur une orbite...) notamment, vers l'extérieur du Système Solaire. D'autres surprises étaient à venir.

En combinant les images acquises au travers de quatre filtres différents intercalés sur l'instrument FORS du VLT avec les clichés obtenus au moyen d'autres grands télescopes, l'équipe d'astronomes emmenée par Karen Meech (Institut d'Astronomie (L’astronomie est la science de l’observation des astres, cherchant à expliquer leur origine, leur évolution, leurs propriétés physiques et chimiques. Elle ne doit pas être confondue avec la...), Hawaï, Etats-Unis) a mis en évidence la variation périodique de luminosité de `Oumuamua: sa brillance varie d'un facteur dix en effet au fil de sa rotation autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit...) de son axe, soit en l'espace de 7,3 heures.

Karen Meech revient sur cette découverte: "Cette variation importante et inhabituelle de luminosité s'explique par la forme très allongée de l'objet: il est une dizaine de fois plus long que large, d'apparence compliquée, ondulée. Nous avons par ailleurs constaté qu'il était de couleur rouge foncé, semblable à celle des objets situés en périphérie (Le mot périphérie vient du grec peripheria qui signifie circonférence. Plus généralement la périphérie désigne une limite...) du Système Solaire, et qu'il était totalement inerte (Inerte est l'état de faire peu ou rien.), aucune trace (TRACE est un télescope spatial de la NASA conçu pour étudier la connexion entre le champ magnétique à petite échelle du Soleil et la géométrie du plasma coronal, à travers des images haute...) de poussière n'ayant été détectée dans son environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme...) proche."

Ces propriétés laissent à penser que `Oumuamua est un objet dense, potentiellement rocheux voire majoritairement constitué de métal (Un métal est un élément chimique qui peut perdre des électrons pour former des cations et former des liaisons métalliques ainsi que des liaisons ioniques dans le cas des métaux alcalins. Les métaux...), dépourvu de quantités significatives d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) ou de glace (La glace est de l'eau à l'état solide.), et que la couleur sombre de sa surface résulte des effets de l'irradiation (En physique nucléaire, l'irradiation désigne l'action d'exposer (volontairement ou accidentellement) un organisme, une substance, d'un corps à un flux de rayonnements ionisants : rayons alpha, bêta, gamma, protons ou...) par les rayons cosmiques sur des millions d'années. Sa longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus éloignées. Lorsque l’objet est filiforme ou en forme de lacet, sa longueur est celle de l’objet...) est estimée à plus de 400 mètres.

Les calculs orbitaux préliminaires indiquent que l'objet provenait d'une région du ciel voisine de l'étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une énorme boule de plasma comme le Soleil, qui est l'étoile la plus proche de la Terre.) Vega (Vega est un lanceur de l'Agence spatiale européenne (ESA) réalisé en collaboration avec l'Agence spatiale italienne (ASI), et le Centre national d'études...), dans la constellation (Une constellation est un ensemble d'étoiles dont les projections sur la voûte céleste sont suffisamment proches pour qu'une civilisation les relie par des lignes imaginaires, traçant...) boréale de la Lyre. Toutefois, bien qu'il se meuve à la vitesse éclair de 90 000 kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international. Il est défini comme la distance parcourue par la lumière dans le vide en...) par heure (L'heure est une unité de mesure  :), le voyage (Un voyage est un déplacement effectué vers un point plus ou moins éloigné dans un but personnel (tourisme) ou professionnel (affaires). Le voyage s'est considérablement développé et démocratisé, au...) depuis l'espace interstellaire jusqu'à notre Système Solaire dura quelque 300 000 ans. A cette époque reculée, Véga (Véga (Alpha Lyrae) est l'étoile principale de la constellation de la Lyre, en été située presque au zénith aux latitudes moyennes de l'hémisphère nord....) n'occupait pas sa position actuelle. `Oumuamua a probablement erré dans la Voie Lactée (La Voie lactée (appelée aussi « notre galaxie », ou parfois simplement « la Galaxie », avec une majuscule) est le nom de la galaxie dans laquelle se situent le Système solaire (dont la Terre,...), indépendamment de tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) système stellaire, des centaines de millions d'années avant qu'il ne rencontre fortuitement le Système Solaire.

Les astronomes estiment qu'un astéroïde interstellaire semblable à `Oumuamua pénètre à l'intérieur du Système Solaire chaque année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié à la révolution de la Terre autour du Soleil.) ou presque. Toutefois, leur faible luminosité les rend difficiles à détecter. A l'heure (L’heure est une unité de mesure du temps. Le mot désigne aussi la grandeur elle-même, l'instant (l'« heure qu'il est »), y compris...) actuelle, seuls les télescopes de sondage ( Un sondage peut désigner une technique d'exploration locale d'un milieu particulier. Un sondage peut également être une méthode statistique d'analyse d'une population humaine ou non humaine à partir d'un...) tel Pan-STARRS s'avèrent suffisamment puissants pour les détecter.

"Nous continuons d'observer cet objet si particulier", conclut Olivier Hainaut, "et espérons déterminer, avec une précision accrue, sa provenance ainsi que sa destination prochaine au sein de la galaxie (Une galaxie est, en cosmologie, un assemblage d'étoiles, de gaz, de poussières et de matière noire et contenant parfois un trou noir supermassif en son centre.). Maintenant que nous avons découvert le tout premier rocher interstellaire, nous nous préparons à en observer d'autres !"


Crédit:ESO/K. Meech et al. Cliquer ici pour agrandir

Notes

(1) L'équipe de Pan-STARRS a suggéré d'attribuer à l'objet interstellaire une appellation hawaïenne. Cette proposition a été retenue par l'International Astronomical Union, responsable de l'attribution des noms officiels aux corps du Système Solaire et au-delà. En outre, l'IAU a créé une nouvelle classe d'objets pour les astéroïdes interstellaires, dont cet objet constitue le tout premier représentant. Les références à cet objet figurent ci-après: 1I, 1I/2017 U1, 1I/`Oumuamua et 1I/2017 U1 (`Oumuamua). Le caractère précédant le O est un okina. Cette appellation se prononce comme suit: H O u  mu a mu a. Avant l'introduction de cette nouvelle nomenclature, l'objet était désigné A/2017 U1.
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