Vous-êtes ici: AccueilSport2021 07 06Article 606385

BBC Afrique of Tuesday, 6 July 2021

Source: www.bbc.com

Le mystère du nuage glacé autour de notre système solaire

Ces objets sont parmi les plus intacts à portée de main Ces objets sont parmi les plus intacts à portée de main

Par Abigail Beall

Pendant quelques semaines au cours de l'été 2020, si vous aviez levé les yeux par une nuit claire, il est possible que vous ayez repéré un visiteur rare dans notre partie du système solaire.

À travers des jumelles, il avait la forme d'une comète classique - un noyau brillant et une longue queue formée par de la glace transformée en gaz par la chaleur du Soleil.

Elle pouvait même être vue à l'œil nu dans l'hémisphère nord au début du mois de juillet.

Mais elle a ensuite disparu.

Aucun de ceux qui ont vu cette comète - baptisée C/2002 F3 (Neowise) - ne la reverra jamais. Ni leurs enfants. Ni même plusieurs générations après les enfants de leurs enfants.

Cette comète particulière ne devrait pas être revue avant 6 800 ans.

Son bref passage a toutefois été remarquable pour d'autres raisons que le temps qu'il lui faudra pour revenir (de nombreuses comètes de courte période visitent notre ciel plusieurs fois au cours de la vie d'une personne).

C/2002 F3 (Neowise) proviendrait de l'une des parties les moins explorées et les plus mystérieuses de notre système solaire : le vaste et glacé nuage de Oort.

Il se trouve aux confins du système solaire, au-delà de la ceinture d'astéroïdes et des géantes gazeuses, plus loin que les mondes glacés d'Uranus et de Neptune, et même bien au-delà de l'orbite lointaine de Pluton.

Elle se trouve même au-delà du bord extérieur de l'héliosphère, la bulle de plasma projetée par notre Soleil qui enveloppe notre système solaire et marque le début de l'espace interstellaire. (Pour en savoir plus sur l'espace étrange qui se trouve en dehors de notre système solaire).

Comme une énorme coquille, le nuage de Oort englobe notre système solaire - pas seulement le long du plan où se trouvent les planètes, les astéroïdes et les planètes naines, mais dans toutes les directions.

Le seul problème est que nous ne pouvons pas être totalement sûrs que cet énorme dôme de glace est vraiment là.

Les astronomes n'ont jamais vu directement le nuage de Oort et le vaisseau spatial le plus éloigné jamais lancé par l'humanité - Voyager 1 - ne devrait pas s'y rendre avant 300 ans.

Mais de nouvelles recherches et des missions spatiales à venir commencent à révéler certains de ses secrets.

Les visites de comètes lointaines comme C/2002 F3 (Neowise) fournissent également quelques indices.

Le nuage de Oort a été prédit par Jan Oort en 1950 pour expliquer l'existence de comètes comme Neowise.

Contrairement aux comètes à courte période, qui mettent généralement moins de 200 ans à tourner autour du Soleil et proviennent d'un disque glacé situé au-delà de Neptune, appelé ceinture de Kuiper, l'origine des comètes aux orbites beaucoup plus longues était plus difficile à expliquer.

La plupart des comètes à longue période mettent entre 200 et 1 000 ans pour effectuer une orbite autour du Soleil.

Elles ont également des orbites excentriques, s'approchant très près du Soleil puis s'en éloignant très loin.

Oort a émis l'hypothèse que ces comètes pourraient provenir d'une coquille d'objets lointains, composée principalement de roche et de glace, située bien au-delà des limites de notre système solaire.

On pense que cette énorme coquille d'objets commence quelque part entre 306 milliards de km (190 milliards de miles) et 756 milliards de km (470 milliards de miles) du Soleil.

Cela équivaut à 2 000 à 5 000 fois la distance entre la Terre et le Soleil (une distance de 93 millions de miles (150 millions de km), appelée unité astronomique (UA)) ou 0,03 à 0,08 année-lumière.

Selon certaines estimations, le nuage s'étendrait ensuite dans l'espace jusqu'à 100 000-200 000 UA (15 000 milliards de km), soit entre 15 000 et 29 000 milliards de km.

"Jusqu'à présent, nous n'avons pas d'autre explication satisfaisante pour l'approvisionnement continu en comètes de longue période que nous observons", explique Cyrielle Opitom, qui étudie les comètes et le système solaire à l'université d'Édimbourg.

"En reconstituant leurs obits, elles semblent partager un aphélie - distance la plus éloignée du soleil - à environ 20 000 fois la distance du soleil à la Terre, dans ce que nous appelons le nuage de Oort."

L'origine de ce nuage reste un mystère.

Il pourrait contenir des centaines de milliards, voire des trillions, de planétésimaux rocheux - des morceaux solides de roche ou de glace, semblables aux comètes, qui sont souvent les éléments constitutifs des planètes.

Mais ces objets, dont le diamètre varie de quelques kilomètres à quelques dizaines de kilomètres, sont trop petits pour être vus directement de la Terre, même avec nos télescopes les plus puissants.

Une étude récente a toutefois permis de mieux comprendre ce qu'il a fallu pour que le nuage de Oort se forme.

Simon Portegies Zwart et ses collègues de l'université de Leyde, aux Pays-Bas, ont utilisé une série de simulations informatiques pour étudier comment le nuage s'est formé, dans l'ordre chronologique, sur 100 millions d'années.

Il s'agit de la première étude qui relie toutes les étapes de la formation du nuage, au lieu de les examiner séparément.

Les résultats montrent que le nuage "ne s'est pas formé de manière simple, mais par une sorte de conspiration de la nature, où un certain nombre de processus doivent se suivre", explique Portegies Zwart.

Les planètes, les étoiles et la Voie lactée ont toutes eu un rôle à jouer dans sa formation, dit-il. "La complication du processus m'a surpris."

Mais les résultats signifient qu'il est peu probable que notre système solaire soit le seul à être enveloppé par un vaste nuage glacé.

"Une fois que nous avons cartographié les différents processus, ils se sont avérés être une conséquence plutôt naturelle de l'évolution du système solaire", déclare Portegies Zwart.

Leurs travaux ont également permis de prédire ce que le nuage de Oort pourrait contenir.

Si ces prévisions sont exactes, le nuage de Oort pourrait contenir des matériaux étrangers à notre système solaire : "des trucs venant d'autres étoiles", dit Portegies Zwart.

L'idée que notre Soleil pourrait avoir volé de la matière ailleurs a été avancée pour la première fois il y a une dizaine d'années.

"Dans l'amas d'étoiles qui a donné naissance au Soleil, les étoiles sœurs auraient été suffisamment serrées pour que leurs nuages de comètes se chevauchent et s'emmêlent", explique Michele Bannister, astronome planétaire à l'université de Canterbury en Nouvelle-Zélande.

"Puis ils se sont séparés lorsque l'amas s'est dispersé".

De même que le nuage de Oort peut contenir des comètes provenant d'autres étoiles, certaines de nos propres comètes peuvent maintenant être en orbite autour d'autres étoiles en retour.

Une étude, datant de novembre 2020, suggère que les objets interstellaires pourraient être plus nombreux que ceux provenant de notre propre système solaire.

Une autre, qui a publié des résultats préliminaires plus tôt cette année, a identifié trois étoiles qui pourraient avoir traversé le nuage de Oort.

La part exacte du nuage de Oort provenant d'autres étoiles reste un mystère, et même l'étude des comètes de près pourrait ne pas y répondre.

"Il serait très difficile de savoir quelles comètes n'ont pas été formées ici, mais peut-être que les études futures des visiteurs de comètes interstellaires en temps réel nous donneront des indications à ce sujet", déclare Kat Volk, un scientifique planétaire de l'Université d'Arizona.

Les résultats de Portegies Zwart et de son équipe suggèrent qu'environ la moitié de la matière présente dans la partie interne du nuage et un quart de la partie externe du nuage ont pu être capturés ailleurs.

La compréhension du nuage de Oort - et des comètes qui en sont issues - pourrait nous donner des indices importants sur les origines de notre système solaire et sa formation.

Ces objets sont parmi les plus intacts à portée de main et on pense qu'ils se sont formés en même temps que les planètes.

"Ce serait vraiment formidable de pouvoir percer quelques trous dans quelques objets du nuage de Oort et d'en analyser la matière", déclare Portegies Zwart.

Mais comme Voyager 1, lancé il y a plus de 40 ans, n'est encore qu'à un dixième de la distance séparant le bord du système solaire du nuage de Oort et qu'il est peu probable qu'il entre en contact direct avec quoi que ce soit à moins qu'il ne s'écrase, l'obtention de tels échantillons pourrait prendre beaucoup de temps.

Quatre autres vaisseaux spatiaux finiront par atteindre le nuage de Oort : Voyager 2, New Horizons, et Pioneer 10 et 11.

"Mais il leur faudra tellement de temps pour y arriver que leur source d'énergie s'éteindra bien avant qu'ils ne l'atteignent", déclare Opitom. "C'est tout simplement trop loin".

Au lieu de cela, il pourrait être plus facile d'obtenir des échantillons d'un morceau du nuage de Oort qui nous est parvenu.

Les scientifiques glanent déjà des indices sur la composition de ces objets mystérieux à partir des données qu'ils recueillent en observant les comètes qui passent et dont on soupçonne qu'elles sont originaires du nuage.

Nous n'avons pas besoin d'aller voir les comètes pour savoir de quoi elles sont faites.

Les premiers résultats de certaines études ont révélé la présence de monoxyde de carbone, d'eau et d'autres types de carbone et de silicate dans les comètes du nuage de Oort.

Mais il y a un espoir qu'il soit possible d'observer de plus près l'une de ces comètes du nuage de Oort grâce à une mission spatiale.

Des missions récentes, telles que l'orbiteur européen Rosetta et l'atterrisseur Philae, ainsi que la sonde Deep Impact de la Nasa, ont visité des comètes de passage.

D'autres engins spatiaux, tels que les missions Hayabusa et Hayabusa2 du Japon et Osiris-Rex de la Nasa, ont également prélevé des échantillons d'astéroïdes pour les ramener sur Terre.

Mais ce n'est pas aussi facile pour les comètes du nuage de Oort, car elles ne sont généralement découvertes que quelques années avant d'atteindre le point le plus proche de leur orbite par rapport au Soleil.

"Il faut très peu de temps pour construire une mission et l'envoyer au rendez-vous d'une comète", explique Opitom.

L'une des missions à venir a toutefois pour objectif de voler à proximité d'une comète provenant directement du nuage de Oort plutôt que d'une comète qui est déjà passée plusieurs fois devant le Soleil.

"Il existe des missions spatiales conçues pour visiter de nouvelles comètes à longue période en les lançant et en attendant sur une sorte d'orbite de stationnement jusqu'à ce qu'une cible appropriée soit détectée", explique Volk.

L'une d'entre elles, Comet Interceptor, qui a récemment été sélectionnée par l'Agence spatiale européenne, utilisera plusieurs engins spatiaux pour sélectionner une comète à cibler et l'étudier de près.

"C'est une mission très excitante... et elle nous permettra, nous l'espérons, de sonder pour la première fois une comète très vierge provenant directement du nuage de Oort", déclare Opitom.

Avant le lancement de Comet Interceptor en 2029, un télescope actuellement en construction au Chili, appelé l'Observatoire Vera Rubin, commencera à rechercher des comètes de longue période provenant du nuage de Oort lorsqu'il sera achevé en 2023.

"Cela nous permettra d'envoyer des missions vers des comètes provenant du nuage de Oort, et c'est ce que fera le Comet Interceptor, même s'il ne collectera pas et ne ramènera pas d'échantillon", explique Opitom.

L'étude des comètes de très près nous permet de "suivre leur évolution lorsqu'elles sont chauffées par le Soleil et qu'elles s'approchent après des années de congélation", explique M. Bannister.

Et si c'est la première fois qu'elles nous rendent visite, elles peuvent emporter des secrets avec elles. En observant directement les comètes de cette manière, on pourrait répondre à des questions telles que la taille réelle du nuage et la proportion de celui-ci qui provient de notre système solaire.

Alors que les scientifiques continuent à rassembler ces indices pour en savoir plus sur le nuage de Oort et recueillir des preuves de son existence, nous n'en serons certains que lorsqu'un de nos vaisseaux spatiaux s'aventurera dans cette région inconnue de l'espace.

Si Voyager 1 parvient à survivre pendant encore 300 ans, l'humanité aura vraiment atteint une nouvelle frontière.