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Le gaz CN détecté dans l’objet d’origine interstellaire 2I/Borisov


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Une équipe internationale comprenant des chercheurs de l’Unité de recherche STAR, vient de détecter la présence de la molécule CN dans l’atmosphère du deuxième objet interstellaire, 2I/Borisov. Ce gaz, fréquemment observé dans les comètes de notre système solaire est aujourd’hui détecté pour la première fois dans un corps provenant d’un autre système que le nôtre. Cette découverte importante fait l’objet d’une publication dans l’Astrophysical Journal Letters (1).

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écemment nommé 2I/Borisov par l’Union Astronomique Internationale, ce corps céleste découvert par l’astronome amateur Gennady Borisov le 30 août dernier, ne cesse de faire parler de lui. Cet objet, qui se présente sous l'aspect d'une faible comète, entouré d'une atmosphère et d'une courte queue, possède en effet une orbite très particulière. Celle-ci indique sans aucun doute qu’il provient d’un autre système planétaire que le nôtre, et traverse actuellement notre système à grande vitesse sans être lié gravitationnellement au Soleil. C’est seulement le second objet d’origine interstellaire à avoir été découvert. Le premier, 1I/Oumuamua, qui avait défrayé la chronique fin 2017, n’avait pu être suivi que quelques semaines et aucune émission gazeuse n’avait pu être observée, limitant les possibilités d’étude détaillée de cet objet énigmatique. « Ici, nous sommes dans une situation beaucoup plus favorable, explique Emmanuël Jehin, Maître de recherches F.R.S.-FNRS au sein du labo ORCA (Origines Cosmologiques et Astrophysiques) de l’Université Liège : nous allons pouvoir observer Borisov pendant de nombreux mois car il a été découvert à grande distance et s’approche actuellement de nous. Et les premières données tombent déjà ! » 

Borisov TN Au centre le déplacement de la comète interstellaire 2I/Borisov sur le fond étoilé.
Sa vitesse est très importante et témoigne qu'elle n'est pas liée au Soleil mais est juste de passage au travers du système solaire.
©Emmanuël Jehin et l'équipe TRAPPIST

L’équipe de chercheurs vient en effet, grâce au télescope William Herschel de La Palma, dans les Îles Canaries, de détecter la présence de la molécule CN (constituée d'un atome de carbone et d'un atome d'azote liés entre eux) dans son atmosphère. « Pour la première fois nous pouvons mesurer la composition d’un « visiteur interstellaire » et la comparer à celle de notre propre système solaire », reprend Alan Fitzsimmmons, chercheur à l’Université de Queen’s de Belfast (Dublin), qui mène le groupe de recherches.  Et ce qui interpelle les scientifiques c’est que Borisov présente une première signature chimique qui est très similaire à ce qu’on trouve dans les comètes de notre système solaire. « On aurait pu s’attendre à observer une composition très différente, explique Emmanuël Jehin, puisqu’on ne connait pas l’origine et l’histoire de cet objet qui a probablement erré pendant des millions d’années entre les étoiles avant de parvenir jusqu’à nous. Cela indiquerait que les processus physiques et chimiques de formation de ces petits corps à l’origine de la formation des planètes et peut être de la présence d’eau et de matière organique sur la Terre, seraient très communs dans la Galaxie. »

Le meilleur reste à venir

Les scientifiques restent toutefois prudents et attendent de pouvoir l’observer de façon encore plus précise. Borisov sera visible depuis l’hémisphère Sud et passera au plus proche du Soleil le 8 décembre, à deux fois la distance Terre-Soleil. À mesure que la comète s’approchera du Soleil, elle devrait devenir plus active et plus lumineuse, libérer de plus en plus de gaz et de poussières et être mieux visible pour les astronomes. « Elle pourrait même se fragmenter et produire un sursaut important d’éclat qui serait pour nous une aubaine car cela nous permettrait de pouvoir contraindre au maximum la composition de la comète, par exemple via sa composition isotopique, pour mieux comprendre son origine, les conditions dans lesquelles elle s’est formée et autour de quel type d’étoile », conclut Emmanuël Jehin.

Spectre Borisov 

Le spectre de la comète interstellaire 2I/Borisov obtenu par l'équipe il y a une semaine, montre comment la quantité de lumière provenant de la comète dépend de la longueur d'onde de la lumière, ou de la couleur. La lumière émise par les molécules du gaz CN est clairement identifiée. ©Alan Fitzimmons

Depuis l’Université de Liège, Emmanuël Jehin et Youssef Moulane, doctorant au sein du labo, surveillent la comète à l'aide du télescope robotique TRAPPIST-Nord installé à l’observatoire de l’Oukaimeden de l’université Cadi Ayyad dans l’Atlas marocain. Les chercheurs de l’ULiège ont fourni des données cruciales pour mesurer la quantité de particules émises par Borisov et estimer la taille de son noyau compris entre 0,7 et 3 km. « Nous avons l'habitude de voir des images de comètes, explique le jeune doctorant, mais celle-ci est vraiment spéciale! En la regardant presque tous les matins depuis deux semaines maintenant, je suis fasciné par le fait que cet objet malgré les apparences a en fait une origine si différente des autres et provient de si loin. » L’équipe scientifique de l’ULiège qui dispose d’une expertise d’une vingtaine d’années dans le domaine de l’étude de la composition des comètes, va continuer à suivre Borisov de près pour essayer de détecter d’autres molécules et déterminer leurs rapports d’abondances en vue de les comparer à ce qu’on observe dans le système solaire. Après TRAPPIST-Nord, c’est TRAPPIST-Sud situé à l’observatoire de La Silla au Chili, qui prendra le relais en décembre prochain ainsi que les grands télescopes du Very Large Telescope (VLT) de l’Observatoire Européen Austral (ESO) sur lesquels les chercheurs viennent d’obtenir du temps d’observation.

Cette découverte constitue un important pas en avant, car elle va permettre aux scientifiques de commencer à déchiffrer de quoi ces objets sont faits, ce qui va apporter de nouvelles informations pour mieux comprendre la formation et l’évolution des autres systèmes planétaires de notre galaxie et faire des comparaisons avec notre propre système solaire.

L’équipe de recherche est composée d’Alan Fitzsimmons (Université Queen's de Belfast), Olivier Hainaut, Cyrielle Opitom, Bin Yang (Observatoire européen austral), Karen Meech, Jacqueline V. Keane et Jan T. Kleyna (Université de Hawaii), Emmanuël Jehin (Université de Liéège), Youssef Moulane (ESO, Université de Liège et de Marrakech), Marco Micheli (Agence spatiale européenne) et Colin Snodgrass (Université d’Edimbourg).

Référence scientifique

Alan Fitzsimmons, Olivier Hainaut, Karen Meech, Emmanuël Jehin, Youssef Moulane, Cyrielle Opitom, Bin Yang, Jacqueline V. Keane, Jan T. Kleyna, Marco Micheli, Colin Snodgrass, Detection of CN gas in Interstellar Object 2I/Borisov, Astrophysical Journal Letters, https://arxiv.org/abs/1909.12144

Contact

JEHIN Emmanuël I Laboratoire ORCA I STAR Research Institute

GSM 0495/23.72.98 I ejehin@uliege.be

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