L'étrange accélération d'un mystérieux visiteur interstellaire enfin expliquée : ScienceAlert

May 02, 2023

Un objet interstellaire qui est actuellement sur son long voyage de retour hors de notre système solaire a une explication tout à fait naturelle, malgré ses étranges bizarreries.

L'accélération particulière de 'Oumuamua, de nouvelles recherches le confirment, peut être entièrement attribuée à la libération d'hydrogène gazeux moléculaire.

Ceci, selon l'astrochimiste Jennifer Bergner de l'Université de Californie à Berkeley et l'astrophysicien Darryl Seligman de l'Université Cornell, est une preuve supplémentaire que le morceau de roche en forme de cigare a commencé comme une graine de planète avant d'être démarré pour errer dans la galaxie sans être attaché à un étoile.

C'est une solution élégante, qui, écrivent les chercheurs, "peut expliquer de nombreuses propriétés particulières d'Oumuamua sans ajustement" - ou en recourant à des affirmations extraordinaires sur la nature de l'objet.

«Oumuamua est apparu pour la première fois à nos horizons en octobre 2017, un mois à peine après avoir fait son passage le plus proche du Soleil, faisant une boucle et revenant rapidement hors du système solaire lors de son voyage continu à travers le cosmos.

Nous n'avions pas alors - et nous n'avons pas vu depuis - rien de tel dans notre système d'origine, et c'est toujours profondément intéressant pour les astronomes.

Le premier est sa forme. 'Oumuamua est long et maigre comme un cigare, mesurant jusqu'à 400 mètres (0,25 miles) de long. Aucune autre comète ou astéroïde du système solaire n'a cette forme.

'Oumuamua tourne en quelque sorte aussi, comme une bouteille sur le côté. Et, bien que l'objet semble ne contenir aucune glace et n'émet aucun gaz que nous puissions détecter, comme le ferait une comète, sa trajectoire ne peut pas être expliquée par la seule gravité, comme le ferait la trajectoire d'un astéroïde.

Le dégazage cométaire lorsque leur glace se sublime donne aux comètes une source supplémentaire d'accélération, conforme à ce que les astronomes ont observé avec 'Oumuamua. Cela suggère qu'il est en quelque sorte similaire à la fois à une comète et à un astéroïde.

Dans les années qui ont suivi sa visite, les scientifiques ont déterminé que 'Oumuamua est probablement un éclat détaché d'un planétésimal, une petite planète encore en train de se former, qui est entrée en collision avec un autre objet.

De telles collisions ne sont pas inconnues dans un système planétaire en formation ; on pense que notre propre Terre a été écrasée par un autre objet de la taille d'une planète, brisant un morceau qui a formé la Lune. Dans le cas de 'Oumuamua, le fragment de planétésimal a été entièrement éjecté de son système.

En 2020, Seligman a co-écrit un article proposant que l'accélération d'Oumuamua pourrait être attribuée à la sublimation de l'hydrogène moléculaire (H2).

L'hydrogène moléculaire est très difficile à détecter dans l'espace, car il n'émet ni ne réfléchit la lumière ; si 'Oumuamua dégazait de l'hydrogène moléculaire, nous ne serions pas capables de le voir comme nous voyons habituellement les traceurs de l'activité cométaire.

D'un autre côté, il a été suggéré qu'il est peu probable qu'Oumuamua soit un iceberg à hydrogène moléculaire, comme les chercheurs l'ont proposé en 2020, alors Bergner et Seligman sont retournés à la modélisation pour déterminer comment l'objet pourrait contenir (et sublimer) l'hydrogène moléculaire.

Ils ont trouvé que l'explication est plausible par l'irradiation d'un corps riche en glace d'eau.

Lorsque le rayonnement ionisant frappe l'objet, les processus radiolytiques divisent les molécules d'eau pour produire de l'hydrogène moléculaire.

"Dans ce modèle", écrivent-ils dans leur article, "Oumuamua a commencé comme un planétésimal glacé qui a été irradié à basse température par des rayons cosmiques lors de son voyage interstellaire, et a connu un réchauffement lors de son passage à travers le système solaire."

Un ensemble de preuves expérimentales existantes montre que le traitement de la glace d'eau (H2O) peut séparer le H2 de manière cohérente et efficace. La majeure partie du H2 restera emprisonnée dans la matrice d'eau jusqu'à ce qu'elle soit chauffée à une plage de températures ; au fur et à mesure que l'eau est chauffée et recuite, l'hydrogène moléculaire s'échappe.

La sublimation de la glace d'eau elle-même, notent les chercheurs, ne produirait que jusqu'à 50% de l'accélération observée. L'hydrogène moléculaire, cependant, l'explique assez bien.

'Oumuamua est maintenant assez loin et voyage vite; il n'y a pas vraiment de possibilité de l'examiner de plus près maintenant que les observations que nous avons déjà eues.

Donc, si l'équipe a raison à propos de l'hydrogène moléculaire, cela restera une question ouverte.

Cependant, ils disent qu'il coche toutes les cases, et ils peuvent le tester en regardant d'autres objets - de petits corps extérieurs du système solaire et d'autres objets interstellaires découverts dans le futur - qui montrent une accélération non gravitationnelle sans traceurs détectables de l'activité cométaire. .

"De futures détections de petits corps avec une accélération non gravitationnelle et un léger coma pourraient fournir des informations sur les origines de 'Oumuamua", écrivent Bergner et Seligman, "même s'il a depuis longtemps quitté le système solaire".

La recherche a été publiée dans Nature.

Mise à jour du 29 mars 2023 :Après la publication de cet article, l'astrophysicien Avi Loeb de l'Université de Harvard - qui avait précédemment suggéré qu'Oumuamua pourrait être un objet d'origine extraterrestre - a contacté ScienceAlert, affirmant que la nouvelle étude de Bergner et Seligman contenait des erreurs de calcul concernant la température de surface d'Oumuamua.

La réfutation de Loeb – détaillée dans un nouvel article préimprimé co-écrit par l'astrophysicien Thiem Hoang de l'Institut coréen d'astronomie et des sciences spatiales – suggère que les erreurs de calcul affecteraient la vitesse thermique du dégazage de l'hydrogène et rendraient leur modèle intenable.

En réponse à cet argument, Bergner a déclaré à ScienceAlert : "Nous avons identifié plusieurs raisons pour lesquelles l'inclusion d'effets tels que le refroidissement par évaporation de H2 et la chaleur dégagée par le recuit de la glace d'eau sont peu susceptibles de modifier nos conclusions. Bien que nous soyons heureux d'énumérer ces raisons, nous pensons que laisser le processus d'examen par les pairs indépendant évaluer l'article de Hoang-Loeb est la meilleure ligne de conduite immédiate."