La première comète interstellaire pourrait être la plus vierge jamais trouvée –

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  • De nouvelles observations avec le Very Large Telescope de l’Observatoire européen austral (VLT de l’ESO) indiquent que la comète voyou 2I / Borisov, qui n’est que le deuxième et le plus récemment détecté des visiteurs interstellaires de notre système solaire, est l’une des plus vierges jamais observées. Les astronomes soupçonnent que la comète n’est probablement jamais passée à proximité d’une étoile, ce qui en fait une relique intacte du nuage de gaz et de poussière à partir de laquelle elle s’est formée.

    2I / Borisov a été découvert par l’astronome amateur Gennady Borisov en août 2019 et il a été confirmé qu’il venait d’au-delà du système solaire quelques semaines plus tard. “2I / Borisov pourrait représenter la première comète vraiment vierge jamais observée”, déclare Stefano Bagnulo de l’Observatoire et planétarium d’Armagh, en Irlande du Nord, au Royaume-Uni, qui a dirigé la nouvelle étude publiée aujourd’hui dans Communications de la nature. L’équipe estime que la comète n’était jamais passée à proximité d’une étoile avant de voler près du Soleil en 2019.

    Bagnulo et ses collègues ont utilisé l’instrument FORS2 sur le VLT de l’ESO, situé dans le nord du Chili, pour étudier en détail 2I / Borisov en utilisant une technique appelée polarimétrie. Cette technique étant régulièrement utilisée pour étudier les comètes et autres petits corps de notre système solaire, cela a permis à l’équipe de comparer le visiteur interstellaire avec nos comètes locales.

    L’équipe a découvert que 2I / Borisov avait des propriétés polarimétriques distinctes de celles des comètes du système solaire, à l’exception de Hale-Bopp. La comète Hale-Bopp a suscité beaucoup d’intérêt du public à la fin des années 1990, car elle était facilement visible à l’œil nu et aussi parce qu’elle était l’une des comètes les plus immaculées que les astronomes aient jamais vues. Avant son passage le plus récent, on pense que Hale-Bopp est passé par notre Soleil une seule fois et avait donc à peine été affecté par le vent solaire et le rayonnement. Cela signifie qu’il était vierge, avec une composition très similaire à celle du nuage de gaz et de poussière – et le reste du système solaire – formé il y a environ 4,5 milliards d’années.

    En analysant la polarisation ainsi que la couleur de la comète pour recueillir des indices sur sa composition, l’équipe a conclu que 2I / Borisov est en fait encore plus vierge que Hale-Bopp. Cela signifie qu’il porte des signatures non ternies du nuage de gaz et de poussière à partir duquel il s’est formé.

    “Le fait que les deux comètes soient remarquablement similaires suggère que l’environnement dans lequel 2I / Borisov est né n’est pas si différent en composition de l’environnement dans le système solaire primitif”, explique Alberto Cellino, co-auteur de l’étude, du Observatoire astrophysique de Turin, Institut national d’astrophysique (INAF), Italie.

    Olivier Hainaut, astronome à l’ESO en Allemagne qui étudie les comètes et autres objets géocroiseurs mais qui n’a pas participé à cette nouvelle étude, est d’accord. “Le résultat principal – que 2I / Borisov ne ressemble à aucune autre comète à l’exception de Hale-Bopp – est très fort”, dit-il, ajoutant que “il est très plausible qu’ils se soient formés dans des conditions très similaires”.

    «L’arrivée de 2I / Borisov depuis l’espace interstellaire a représenté la première occasion d’étudier la composition d’une comète d’un autre système planétaire et de vérifier si le matériau qui provient de cette comète est en quelque sorte différent de notre variété native», explique Ludmilla Kolokolova, de la Université du Maryland aux États-Unis, qui a participé à la Communications de la nature recherche.

    Bagnulo espère que les astronomes auront une autre occasion, encore meilleure, d’étudier en détail une comète voyous avant la fin de la décennie. “L’ESA prévoit de lancer Comet Interceptor en 2029, qui aura la capacité d’atteindre un autre objet interstellaire en visite, si un objet sur une trajectoire appropriée est découvert”, dit-il, faisant référence à une prochaine mission de l’Agence spatiale européenne.

    Une histoire d’origine cachée dans la poussière

    Même sans mission spatiale, les astronomes peuvent utiliser les nombreux télescopes de la Terre pour mieux comprendre les différentes propriétés des comètes voyous comme 2I / Borisov. «Imaginez à quel point nous avons eu de la chance qu’une comète d’un système à des années-lumière ait simplement fait un voyage à notre porte par hasard», déclare Bin Yang, astronome à l’ESO au Chili, qui a également profité du passage de 2I / Borisov à travers notre Solar Système pour étudier cette mystérieuse comète. Les résultats de son équipe sont publiés dans Astronomie de la nature.

    Yang et son équipe ont utilisé les données de l’Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), dans lequel l’ESO est un partenaire, ainsi que du VLT de l’ESO, pour étudier les grains de poussière de 2I / Borisov afin de recueillir des indices sur la naissance de la comète et les conditions dans son système domestique.

    Ils ont découvert que le coma de 2I / Borisov – une enveloppe de poussière entourant le corps principal de la comète – contient des cailloux compacts, des grains d’environ un millimètre ou plus. De plus, ils ont découvert que les quantités relatives de monoxyde de carbone et d’eau dans la comète changeaient radicalement à l’approche du Soleil. L’équipe, qui comprend également Olivier Hainaut, dit que cela indique que la comète est constituée de matériaux qui se sont formés à différents endroits de son système planétaire.

    Les observations de Yang et de son équipe suggèrent que la matière dans la maison planétaire de 2I / Borisov était mélangée de près de son étoile à plus loin, peut-être à cause de l’existence de planètes géantes, dont la forte gravité remue la matière dans le système. Les astronomes pensent qu’un processus similaire s’est produit au début de la vie de notre système solaire.

    Bien que 2I / Borisov ait été la première comète voyou à passer devant le Soleil, ce n’était pas le premier visiteur interstellaire. Le premier objet interstellaire à avoir été observé passant par notre système solaire était? Oumuamua, un autre objet étudié avec le VLT de l’ESO en 2017. Initialement classé comme une comète,? Oumuamua a ensuite été reclassé comme un astéroïde car il manquait de coma.

    Remarques

    [1] La polarimétrie est une technique permettant de mesurer la polarisation de la lumière. La lumière se polarise, par exemple, lorsqu’elle passe à travers certains filtres, comme les verres de lunettes de soleil polarisées ou le matériau cométaire. En étudiant les propriétés de la lumière du soleil polarisée par la poussière d’une comète, les chercheurs peuvent acquérir des connaissances sur la physique et la chimie des comètes.

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