Communiqué de presse

Retour d'un vestige unique de l'époque de formation de la Terre après des milliards d'années passées dans un froid glacial

La comète Manx du nuage d'Oort, une précieuse source d'informations sur l'origine du Système Solaire

29 avril 2016

Des astronomes ont découvert un objet unique qui semble s'être formé à relative proximité du Soleil, à une époque semblable à celle de la Terre, et dont le contenu matériel a été préservé des milliards d'années durant à l'intérieur du Nuage d'Oort. Des observations effectuées au moyen du Très Grand Télescope de l'ESO et du Télescope Canada France Hawaï, indiquent que C/2014 S3 (PANSTARRS) est le tout premier objet doté d'une orbite cométaire à longue période découvert à ce jour, qui présente les caractéristiques d'un astéroïde primitif du Système Solaire interne. Cette découverte devrait livrer d'importantes informations concernant la formation du Système Solaire.

Dans un article publié ce jour au sein de la revue Science Advances, l'auteur principal, Karen Meech de l'Institut d'Astronomie de l'Université d'Hawaï, et ses collègues, déduisent de leurs observations que C/2014 S3 (PANSTARRS) s'est formé dans le Système Solaire interne à la même époque que la Terre, mais qu'il en fut éjecté à un stade très précoce.

Leurs observations suggèrent que cet objet consiste en un corps rocheux primitif, ce qui le différencie d'un astéroïde contemporain, très différent de ce qu'il était à l'origine. A ce titre, il constitue l'une des briques potentielles des planètes rocheuses telle que la Terre, qui fut expulsé du Système Solaire interne et dont le contenu fut préservé, des milliards d'années durant, au sein de l'environnement glacial que constitue le nuage d'Oort.

Karen Meech revient sur cette observation inattendue : “Tous les astéroïdes que nous connaissons ont été altérés par ces milliards d'années passés à proximité du Soleil. Il s'agit là du premier astéroïde primitif que nous observons : son contenu a été préservé dans le meilleur congélateur qui soit.”

C/2014 S3 (PANSTARRS) a dans un premier temps été assimilé par le télescope Pan-STARRS1 à une comète faiblement active – il se trouvait alors deux fois plus éloigné du Soleil que la Terre. Sa longue période orbitale actuelle (environ 860 ans) suggère qu'il provient du Nuage d'Oort et qu'il fut récemment poussé à orbiter à plus grande proximité du Soleil.

L'équipe a très rapidement saisi le caractère inhabituel de C/2014 S3 (PANSTARRS) : contrairement à la plupart des comètes dotées d'une longue période orbitale, cet objet n'arbore pas de queue en dépit de sa grande proximité avec le Soleil. D'où son surnom de comète Manx, à l'image de cette race de chat dépourvu de queue. Durant les semaines qui suivirent sa découverte, l'équipe a obtenu des spectres de cet objet peu lumineux au moyen du Très Grand Télescope de l'ESO au Chili.

Une étude approfondie de la lumière réfléchie par C/2014 S3 (PANSTARRS) révèle qu'elle est typique des astéroïdes de type S, qui pour la plupart occupent la ceinture principale d'astéroïdes, entre les planètes Mars et Jupiter. Sa lumière diffère de celle des comètes qui sont censées se former dans le Système Solaire externe et sont glacées, plutôt que rocheuses. En outre, il semble que la matière dont cet objet est constitué ait subi très peu de changement, suggérant qu'il ait été congelé très longtemps. La très faible activité cométaire observée sur C/2014 S3 (PANSTARRS) – des millions de fois plus faible que celle qui caractérise les comètes actives de longue période situées à même distance du Soleil, s'explique par la sublimation de la glace d'eau.

De ces observations, les auteurs concluent que cet objet, probablement constitué de cette matière primitive constitutive du Système Solaire interne, serait longtemps demeuré au sein du Nuage d'Oort, et qu'il effectuerait à présent son retour dans le Système Solaire interne.

Certains modèles théoriques sont capables de restituer – en grande partie tout au moins – la structure actuelle de notre Système Solaire. Ils se différencient notamment au travers des objets censés peupler le Nuage d'Oort, et plus particulièrement au travers du nombre de corps glacés et du nombre de corps rocheux qu'ils prédisent. La toute première découverte d'un corps rocheux en provenance du Nuage d'Oort constitue donc un test important de ces modèles. Les auteurs pensent que l'observation de 50 à 100 comètes Manx sera nécessaire pour discriminer les modèles actuels, augurant par là-même d'une nouvelle ère dans l'étude des origines de notre Système Solaire.

Olivier Hainaut (ESO, Garching, Allemagne) conclut ainsi : “Nous avons découvert la toute première comète rocheuse, et sommes à la recherche d'autres objets de ce type. En fonction de leur nombre, nous pourrons savoir si les planètes géantes ont parcouru le Système Solaire durant leur enfance, ou si elles ont grandi tranquillement, sans se déplacer tant.”

Plus d'informations

Ce travail de recherche a fait l'objet d'un article intitulé “Inner Solar System Material Discovered in the Oort Cloud”, par Karen Meech et al., paru au sein de la revue Science Advances.

L'équipe est composée de Karen J. Meech (Institut d'Astronomie, Université de Hawaï, Etats-Unis), Bin Yang (ESO, Santiago, Chili), Jan Kleyna (Institut d'Astronomie, Université de Hawaï, Etats-Unis), Olivier R. Hainaut (ESO, Garching, Allemagne), Svetlana Berdyugina (Institut d'Astronomie, Université de Hawaï, Etats-Unis; Institut Kiepenheuer de Physique Solaire, Fribourg, Allemagne), Jacqueline V. Keane (Institut d'Astronomie, Université de Hawaï, Etats-Unis), Marco Micheli (ESA, Frascati, Italie), Alessandro Morbidelli (Université de Nice Sophia-Antipolis, Nice, France) et Richard J. Wainscoat (Institut d'Astronomie, Université de Hawaï, Etats-Unis).

L'ESO est la première organisation intergouvernementale pour l'astronomie en Europe et l'observatoire astronomique le plus productif au monde. L'ESO est soutenu par 15 pays : l'Allemagne, l'Autriche, la Belgique, le Brésil, le Danemark, l'Espagne, la Finlande, la France, l'Italie, les Pays-Bas, le Portugal, la République Tchèque, le Royaume-Uni, la Suède et la Suisse. L'ESO conduit d'ambitieux programmes pour la conception, la construction et la gestion de puissants équipements pour l'astronomie au sol qui permettent aux astronomes de faire d'importantes découvertes scientifiques. L'ESO joue également un rôle de leader dans la promotion et l'organisation de la coopération dans le domaine de la recherche en astronomie. L'ESO gère trois sites d'observation uniques, de classe internationale, au Chili : La Silla, Paranal et Chajnantor. À Paranal, l'ESO exploite le VLT « Very Large Telescope », l'observatoire astronomique observant dans le visible le plus avancé au monde et deux télescopes dédiés aux grands sondages. VISTA fonctionne dans l'infrarouge. C'est le plus grand télescope pour les grands sondages. Et, le VLT Survey Telescope (VST) est le plus grand télescope conçu exclusivement pour sonder le ciel dans la lumière visible. L'ESO est le partenaire européen d'ALMA, un télescope astronomique révolutionnaire. ALMA est le plus grand projet astronomique en cours de réalisation. L'ESO est actuellement en train de programmer la réalisation d'un télescope européen géant (E-ELT pour European Extremely Large Telescope) de la classe des 39 mètres qui observera dans le visible et le proche infrarouge. L'E-ELT sera « l'œil le plus grand au monde tourné vers le ciel.

Liens

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