L'humanité n'a jamais envoyé de vaisseau spatial vers un autre système planétaire. Pourtant, la nature fait parfois l'inverse. La comète interstellaire 3I/ATLAS a pénétré dans notre Système solaire en transportant de la matière formée autour d'une autre étoile — et les astronomes ont découvert que sa chimie ne ressemble à presque rien de ce qui a été observé parmi nos propres comètes.
Les astronomes consacrent des ressources considérables à l'examen de planètes situées à des centaines ou des milliers d'années-lumière. Même les télescopes les plus puissants ne fournissent généralement que des informations indirectes sur leurs atmosphères, leurs températures ou leur composition.
Avec 3I/ATLAS, les scientifiques ont reçu quelque chose de beaucoup plus rare : de la matière physique provenant d'un autre système planétaire traversant notre propre voisinage cosmique.
L'objet n'est que le troisième visiteur interstellaire confirmé jamais observé, après 1I/'Oumuamua en 2017 et la comète 2I/Borisov en 2019.
Contrairement aux comètes ordinaires, qui se sont formées aux côtés du Soleil et sont restées liées gravitationnellement à lui pendant des milliards d'années, 3I/ATLAS est entrée dans le Système solaire sur une trajectoire ouverte. Elle est venue de l'espace interstellaire et finira par y retourner.
La NASA affirme que la comète ne présente aucun danger pour la Terre. Scientifiquement, elle représente toutefois une opportunité extraordinaire. (NASA Science)
Les observations effectuées avec l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, ou ALMA, au Chili, ont révélé une caractéristique particulièrement inhabituelle : 3I/ATLAS contient des quantités extraordinaires de méthanol.
Le méthanol, CH₃OH, est une molécule organique relativement simple que l'on trouve couramment dans les comètes. Ce qui a surpris les chercheurs n'est pas sa présence, mais son abondance par rapport au cyanure d'hydrogène, une autre molécule fréquemment mesurée dans les chevelures cométaires.
Les observations d'ALMA ont révélé des ratios méthanol/cyanure d'hydrogène d'environ 70 et 120 à deux dates d'observation différentes, plaçant 3I/ATLAS parmi les comètes les plus riches en méthanol étudiées par radioastronomie. (ALMA Observatory)
Cela fait de la comète une sorte de capsule temporelle chimique.
Les comètes contiennent des glaces et des poussières préservées des environnements où les systèmes planétaires se sont formés. Comme une grande partie de ce matériau a subi relativement peu de transformations géologiques par rapport aux planètes, sa chimie peut conserver des indices sur la température, les radiations et les conditions moléculaires dans le disque protoplanétaire d'origine.
Comme l'a souligné le chercheur d'ALMA Nathan Roth, étudier 3I/ATLAS revient à obtenir une empreinte digitale d'un autre système solaire.
La comparaison avec les comètes du Système solaire est particulièrement précieuse.
Les scientifiques ont étudié des centaines de corps formés autour du Soleil. Une comète interstellaire fournit un échantillon indépendant — permettant ainsi aux chercheurs de se demander si la chimie qui a produit nos propres planètes était typique ou inhabituelle.
Et le méthanol n'est qu'une partie du puzzle.
Le James Webb Space Telescope de la NASA a ensuite réalisé la première détection directe de gaz méthane chez un visiteur interstellaire. Webb a observé 3I/ATLAS après son passage au plus près du Soleil et a découvert une proportion inhabituellement élevée de méthane par rapport à l'eau. Le télescope a également confirmé que l'objet reste exceptionnellement riche en dioxyde de carbone par rapport aux comètes typiques du Système solaire. (NASA Science)
Le moment de la libération du méthane était également intrigant.
Le méthane est très volatil et devrait normalement s'échapper facilement lorsqu'il est chauffé. Pourtant, Webb l'a détecté relativement tard. Les scientifiques pensent que cela pourrait indiquer la présence de glace riche en méthane enfouie sous la surface de la comète, protégée jusqu'à ce que le chauffage solaire pénètre dans les couches plus profondes.
Cela permet effectivement aux chercheurs d'étudier la structure interne d'un corps créé autour d'une autre étoile.
Les observations d'ALMA ajoutent un autre détail. Une partie du méthanol semble provenir non seulement directement du noyau de la comète, mais aussi de grains glacés libérés dans la chevelure environnante. Ces grains se réchauffent à la lumière du soleil et libèrent eux-mêmes des molécules, se comportant presque comme un nuage de minuscules comètes subsidiaires autour du corps central. (ALMA Observatory)
Chaque observation reconstitue donc une autre partie de l'histoire de 3I/ATLAS.
Nous ne savons pas encore exactement où elle s'est formée. La Voie lactée contient des centaines de milliards d'étoiles, et la comète a pu voyager dans l'espace interstellaire pendant une période immense avant d'entrer dans notre voisinage.
Son système planétaire d'origine pourrait aujourd'hui être totalement différent de ce qu'il était lorsque la comète en a été expulsée.
Cette expulsion elle-même n'est pas difficile à imaginer. Les jeunes systèmes planétaires peuvent être chaotiques. De grandes planètes peuvent disperser gravitationnellement des corps plus petits, les accélérant jusqu'à ce qu'ils échappent totalement à leur étoile parente.
Notre propre Système solaire a presque certainement expulsé un nombre énorme de comètes au début de son histoire.
Quelque part dans la galaxie, des objets formés à l'origine aux côtés du Soleil pourraient donc également traverser des systèmes planétaires extraterrestres.
Les objets interstellaires transforment l'astronomie en une forme d'archéologie cosmique.
Au lieu d'observer le système planétaire d'une autre étoile uniquement par la lumière, les scientifiques peuvent analyser de la matière fabriquée là-bas.
3I/ATLAS finira par s'éloigner hors de portée de nos instruments et poursuivra son voyage à travers la Galaxie.
Mais pendant une brève période, un autre système planétaire a effectivement déposé un échantillon au seuil de la Terre.
Il ne nous restait plus qu'à le reconnaître.
