Des roches provenant des limites du système solaire atteignent la Terre suite à des rencontres avec d’autres étoiles

Derrière ce titre, aussi surprenant que suggestif, se cache environ un an de recherche sur une fascinante roche spatiale qui a survolé la Finlande sous la forme d’une boule de feu il y a tout juste un an : le 23 octobre 2022. Prépublié dans le référentiel ArXivnos recherches paraîtront prochainement dans le revue prestigieuse Icare.

Tout a commencé lorsque Jaakko Visuri, co-auteur de l’ouvrage et responsable de l’exploitation scientifique du réseau finlandais Ourse, m’a demandé mon avis peu après la détection de la boule de feu, nommée FH1. Nous l’analysons dans mon groupe de recherche à l’Institut des Sciences Spatiales (CSIC) avec beaucoup d’affection car, après plusieurs décennies de détection de bolides météoriques, nos collègues finlandais avaient identifié le premier météoroïde hyperbolique au-dessus de la Finlande.

C’était à nous de donner un avis expert et indépendant pour connaître l’origine de ce petit rocher mesurant quelques centimètres, qui atteignait la Terre depuis une orbite hyperbolique (c’est-à-dire une orbite ouverte avec une excentricité supérieure à 1) et frappait avec un chemin presque pâturage, produisant ce que l’on appelle un voiture de pâturage.

Il faut dire que ce type d’événements donne une raison supplémentaire à l’énorme effort du projet de science citoyenne. du Rouge SPMN-CSIC, né il y a 27 ans. Grâce à lui, nous pouvons cataloguer, avec le soutien d’astronomes professionnels et amateurs, les grands bolides enregistrés sur l’Espagne. Nous cherchions depuis des années pour détecter un événement similaire.

Un voyageur interstellaire ou un faux prophète ?

La collaboration entre nos réseaux de voitures de course est ancienne, grâce à l’excellent travail du prédécesseur de Visuri, le spécialiste Esko Lyytinen. Avec lui, nous avons découvert que certains les astéroïdes proches de la Terre peuvent provoquer des projectiles qui ne sont pas sans risque lors de rencontres rapprochées avec notre planète.

Cette fois, nous avions un autre objet d’étude fascinant : un rocher dont l’orbite, d’abordsemblait indiquer qu’il provenait de l’espace interstellaire.

Depuis plusieurs décennies, nous souhaitions identifier une boule de feu qui aurait clairement atteint la Terre depuis une orbite hyperbolique. Mais étant donné la rapidité et la brièveté attendues pour ces rencontres abruptes, ce n’était pas une tâche facile.

Heureusement, les enregistrements vidéo des astronomes amateurs finlandais membres du réseau Ursa ne laissent aucun doute. Grâce à ces films, nous avons obtenu des mesures précises qui ont révélé que ce météoroïde est entré dans l’atmosphère terrestre à une vitesse légèrement hyperbolique de 73,7 km/s.

Certaines des images de cette voiture, d’une luminosité similaire à celle de Vénus, sont particulièrement précieuses : elles semblent surgir, d’une simple perspective, du caprice mystique d’une aurore boréale. La fortune était de notre côté.

Catalogue controversé

Jusqu’à récemment, nous ne connaissions pas avec certitude l’existence de projectiles hyperboliques ayant atteint la Terre. Le peu de preuves qui existaient provenaient de certains objets identifié par notre groupe de recherche dans le catalogue débattu des impacts de météorites détecté par les satellites espions américains.

Connu sous le sigle du centre d’étude des corps mineurs, Centre d’Etudes des Objets Proches de la Terre (CNEOS)ledit catalogue ne fournit pas de plage d’erreur pour déterminer le radiant – région de la voûte céleste d’où semble émerger chacune de ces voitures de course – ni sa vitesse, donc l’erreur commise dans la détermination de l’orbite est inconnue. Cela a déclenché une controverse sur son utilisation, particulièrement spéculative lorsqu’il a été suggéré l’arrivée d’un projectile de composition anormale et d’origine extraterrestre : le célèbre Événement IM2.

Dans notre précédente étude, où nous avions découvert la nature hyperbolique de l’orbite de cette roche, nous avions souligné que ce n’était pas inhabituel, mais probablement un alliage de fer et de nickel qui caractérise les météorites métalliques.

Dans le Nouveau travail Nous avons comparé la voiture finlandaise FH1 avec d’autres voitures ayant atteint la Terre depuis des orbites hyperboliques, cataloguées dans la base de données CNEOS.

Nous devrions nous attendre à ce que les orbites de ces visiteurs interstellaires se produisent de manière aléatoire. Cependant, nos travaux montrent que quatre des météoroïdes interstellaires du CNEOS proviennent d’orbites relativement proches du plan de l’écliptique – plan imaginaire défini par la Terre dans son mouvement annuel autour du Soleil – et de son radiant dans la voûte céleste qui se situe dans le ciel. constellation des Gémeaux.

La rencontre avec la star Scholz

Il est tellement improbable que cela se produise par hasard que cela a éveillé nos soupçons et nous a conduit à étudier des scénarios plus plausibles. Par exemple, il se pourrait que ces projectiles proviennent de notre système solaire et qu’il y ait eu des imprécisions dans la mesure de leur vitesse d’arrivée sur Terre. Ou qu’ils se seraient produits à la suite de l’accélération fournie par les rencontres avec des planètes ou d’autres corps.

Dans notre article, nous émettons l’hypothèse que les impacteurs hyperboliques sont des corps célestes originaires de notre nébuleuse solaire, perturbés par les rencontres avec des objets massifs. Plus précisément, nous proposons que la trajectoire d’IM2 et de FH1 s’aligne en temps et en direction avec le survol d’un étoile binaire, connue sous le nom de Scholzqui a traversé la région la plus périphérique de notre système solaire, la noyau d’Oort, il y a seulement 70 000 ans environ. Cette étoile de faible masse – environ 165 fois celle de la planète Jupiter – était catalogué par le télescope spatial infrarouge Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) comme WISE J072003.20-084651.2.

La rencontre avec d’autres étoiles a toujours été considérée comme un précurseur des vagues de corps glacés stockés dans ces régions reculées. Cependant, tout dépend de la distance à laquelle les étoiles traversent le système solaire. Dans le cas présent, Scholz l’a fait à environ 82 kilomètres par seconde et à environ 68 000 fois la distance moyenne de la Terre au Soleil. Compte tenu de cette vitesse élevée et de cette proximité relative, nous trouvons plausible que de petits corps dans le nuage d’Oort, ou même depuis le nuage extérieur de cette étoile binaire, pourrait être injecté vers la Terre.

Une explication élégante

Cette explication résoudrait élégamment l’origine de la majorité des roches arrivées jusqu’à présent sur notre planète avec des vitesses légèrement hyperboliques. De tels objets se trouveraient probablement dans le nuage d’Oort, propulsés gravitationnellement vers cette région lointaine en raison de la diffusion gravitationnelle que les planètes géantes provoquaient sur les petits corps de notre système planétaire, dans un modèle dynamique connu sous le nom de grand virage ou Grand Tack. Ce paradigme, qui permet de comprendre la structure actuelle de notre système planétaire, a été proposé par l’équipe du célèbre Dynamiciste italien Alessandro Morbidelli.

De cette manière, des astéroïdes, des comètes et des petits rochers seraient propulsés sur des orbites de très longue période situées dans le nuage d’Oort. Ces objets sur des orbites très éloignées du Soleil pourraient acquérir une vitesse excessive à cause de perturbations gravitationnelles relativement faibles générées par le passage d’étoiles comme Scholz. Il n’y aurait pas besoin de rencontres très rapprochées, à condition qu’ils soient orientés dans la bonne direction et au bon moment.

Nous savons que des objets d’origine interstellaire plus grande, tels que 1I/Oumuamua’ ou 2I/Borisov, peuvent survivre pendant des périodes suffisamment longues pour atteindre par hasard d’autres systèmes planétaires autres que ceux qui les ont formés. Cependant, cela ne semble pas se produire aussi efficacement avec des roches mesurant quelques mètres que celles produites par ces bolides hyperboliques. Cela expliquerait pourquoi les projectiles interstellaires provoquant des bolides sont si rares.

Car, d’une certaine manière, il est très possible que les roches propulsées dans l’espace interstellaire lors de ces étapes de formation des systèmes planétaires finissent par être détruites par des processus physiques (rayonnement cosmique, changements de température, érosion provoquée par des collisions…) avant d’atteindre d’autres systèmes. .stellaire.

Quelle que soit la raison, cela montre que l’astronomie est une science tellement fascinante que, presque sans le vouloir, nous nous retrouvons à étudier les événements fortuits de l’archéologie extrasolaire qui nous permettent de savoir ce qui se passe lors des rencontres entre systèmes planétaires. Ces indices semblent fondamentaux pour établir des critères permettant d’identifier les météorites arrivant d’autres environnements de notre galaxie. Pour cette raison, nous continuerons à scruter le ciel et à capturer des voitures en attente de récupérer un véritable messager interstellaire.