En 2019, deux ans après la découverte de l’astéroïde interstellaire Oumuamua, la comète Borisov passait près de nous en traversant le système solaire. Si de telles visites étaient considérées comme exceptionnelles, des scientifiques de l’Université d’Harvard ont démontré dans une étude qu’elles pourraient être en fait bien plus nombreuses.

Il y a deux ans, en 2019, le monde observait, avec fascination, la première comète interstellaire en visite dans notre système solaire. Nommée Borisov en l’honneur de son découvreur, elle a depuis révélé des secrets sur son trajet, malgré une origine mystérieuse. Le corps céleste serait passé à proximité de pas moins de quatorze étoiles durant son long périple, avant de venir chatouiller notre système solaire.

De tels événements sont rares, avec seulement deux découvertes de la sorte dans l’histoire de l’astronomie, en 2017 et 2019. D’abord 2I-Oumuamua, dont le nom signifie « messager » en langue hawaïenne : cet astéroïde mystérieux de la forme d’un cigare possède une forme si étrange que l’hypothèse d’une origine extraterrestre a été évoquée à de nombreuses reprises (bien que finalement réfutée) ! Puis 2I-Borisov, qui demeure à l’heure actuelle la seule comète interstellaire jamais observée.

Une étude d’avril 2021 indiquait que 7 objets interstellaires similaires à Oumuamua traverseraient notre système solaire chaque année. Mais des astronomes de l’Université d’Harvard sont allés plus loin, et ont récemment démontré que de tels visiteurs pourraient être bien plus communs que ce que l’on pensait, et seraient présents en majorité dans le nuage d’Oort. Leurs conclusions ont été publiées dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society le 23 août 2021.

Des instruments pour traquer les comètes interstellaires

Pour nous aider à comprendre, l’astrophysicien compare l’observation de la comète Borisov à celle de voitures croisant une voie ferrée. « Si j’observe qu’un passage à niveau a été construit là, je peux supposer que des voitures traversent régulièrement la voie ferrée. Même si je n’ai moi-même vu passer qu’une seule voiture pour l’instant. »

Ainsi, c’est la détection même de la comète Borisov qui renseigne aujourd’hui les astronomes sur l’existence d’autres objets interstellaires semblables. Si nous n’avons pas observé plus de visiteurs interstellaires depuis la Terre, c’est parce que nous ne disposons pas encore de la technologie qui nous permettrait de les voir, affirment-ils. Car les comètes sont petites et logent très loin de notre Planète. Elles ne produisent pas non plus leur propre lumière.

Pour en apprendre encore plus, les chercheurs placent désormais beaucoup d’espoir dans de nouveaux instruments à venir. L’observatoire Vera C. Rubin qui devrait entrer en fonction en 2022. Ou encore le Trans Neptunian Automated Occultation Survey (Taos II) conçu justement pour détecter les comètes aux confins de notre Système solaire qui pourraient donner de premiers résultats dès cette année. Car « avec des observations de disques protoplanétaires et des approches informatiques de la formation des planètes, l’étude des objets interstellaires pourrait nous aider à percer les secrets de la formation de notre système planétaire — et d’autres », conclut Amir Siraj.

Pour aller plus loin : Astronomie

Oort Cloud n’a jamais été visité par un vaisseau spatial

Nommé d’après le célèbre astronome néerlandais Jan Oort, qui a prouvé son existence pour la première fois dans les années 1950, le nuage d’Oort est une coquille sphérique de petits objets – astéroïdes, comètes et fragments – bien au-delà de l’orbite de Neptune.

On pense que le bord intérieur du nuage commence à environ 2 000 unités astronomiques (UA) du Soleil, et son bord extérieur est à environ 200 000 UA (une UA est la distance moyenne Terre-Soleil – environ 150 millions de kilomètres).

Aucun vaisseau spatial n’a jamais visité le nuage d’Oort, et il faudra encore 300 ans au lointain vaisseau spatial Voyager 1 de la NASA pour repérer la partie la plus proche du nuage.

Selon un rapport publié sur le site Web Space.com, les astronomes disposent d’outils très limités pour étudier ce monde fascinant, car les objets du nuage d’Oort ne produisent pas leur propre lumière et, en même temps, sont trop éloignés pour refléter une grande partie de la lumière du Soleil.

Amir Siraj, un astrophysicien diplômé du Département d’astronomie de l’Université Harvard et auteur principal de l’étude, a déclaré qu’il pouvait calculer la probabilité que des comètes étrangères visitent le système solaire simplement parce que la comète Borisov a été découverte.

« Sur la base de la distance à laquelle Borisov a été détecté, nous avons estimé l’abondance locale implicite de comètes interstellaires, ainsi que l’abondance d’objets similaires à l’objet interstellaire ‘Oumuamua’ ont été étudiées sur la base de la détection ‘Oumuamua’ », a-t-il expliqué.

Le mystérieux ‘Oumuamua, vu pour la première fois par des astronomes à Hawaï en octobre 2017, a été le premier corps interstellaire jamais détecté dans notre système solaire. Il a traversé la Terre à une distance de 24 millions de km, soit environ un sixième de la distance entre notre planète et le Soleil.

De là, un débat intense sur la nature de ‘Oumuamua s’ensuivit, car il n’était pas clair au début si l’objet était une comète ou un astéroïde.

« Même la détection d’un seul objet peut être utilisée pour l’analyse statistique », a déclaré Siraj. Dans l’analyse de Suraj, la méthode dite de Poisson a été utilisée, qui calcule la probabilité qu’un événement se produise dans un intervalle de temps et d’espace fixe depuis le dernier événement de même nature.

En prenant en compte l’attraction gravitationnelle du Soleil, Siraj et le co-auteur de l’étude Avi Loeb, un autre astronome de Harvard, ont pu estimer la probabilité qu’une comète interstellaire atteigne le voisinage de la Terre.

Des objets issus de disques protoplanétaires

Pour l’heure, la plupart des exoplanètes connues sont situées trop près de leur étoile pour être capables d’éjecter de la matière qui voyagerait ensuite jusqu’à notre Système solaire. Alors les chercheurs de Yale imaginent que des planètes géantes ont pu se former à distance. Et celles-ci pourraient être responsables de la formation de comètes interstellaires.

Pour vérifier leur théorie, les chercheurs ont examiné de grands disques protoplanétaires brillants et proches capturés par le réseau Alma (Chili). Ils y ont repéré des « trous » qui ont pu être laissés par de telles planètes en formation et ont simulé ensuite la quantité de matériaux qu’elles ont pu éjecter. De quoi nourrir de nombreuses observations dans les années à venir, assurent-ils.