Il y a 70000 ans, nos ancêtres aux yeux vifs ont peut-être remarqué quelque chose dans le ciel: une étoile naine rouge qui s'est approchée d'une année-lumière de notre Soleil. Ils auraient manqué le petit compagnon sombre du nain rouge - un nain brun - et en tout cas ils seraient rapidement revenus à la chasse et à la cueillette. Mais la visite de cette étoile dans notre système solaire a eu un impact que les astronomes peuvent encore voir aujourd'hui.
L'étoile en question s'appelle l'étoile de Scholz, d'après l'astronome Ralf-Dieter Scholz, l'homme qui l'a découverte en 2013. Une nouvelle étude publiée dans les avis mensuels de la Royal Astronomical Society par des astronomes de l'Université Complutense de Madrid et de l'Université de Cambridge, montre l'impact de la star de Scholz. Bien que l'étoile se trouve maintenant à près de 20 années-lumière, son approche rapprochée de notre Soleil a changé les orbites de certaines comètes et astéroïdes de notre système solaire.
En ce qui concerne notre système solaire il y a 70 000 ans, l'étoile de Scholz est entrée dans le nuage d'Oort. Le nuage d'Oort est un réservoir d'objets principalement glacés qui s'étend sur une plage d'environ 0,8 à 3,2 années-lumière du Soleil. Sa visite dans le nuage d'Oort a été expliquée pour la première fois dans un document en 2015. Ce nouveau document fait suite à ce travail et montre l'impact de la visite.
«À l'aide de simulations numériques, nous avons calculé les rayonnements ou les positions dans le ciel d'où tous ces objets hyperboliques semblent provenir.» - Carlos de la Fuente Marcos, Université Complutense de Madrid.
Dans ce nouvel article, les astronomes ont étudié près de 340 objets dans notre système solaire avec des orbites hyperboliques, qui sont en forme de V plutôt que elliptiques. Leur conclusion est qu’un nombre important de ces objets ont vu leur trajectoire façonnée par la visite de l’étoile de Scholz. «À l'aide de simulations numériques, nous avons calculé les rayonnements ou les positions dans le ciel d'où semblent provenir tous ces objets hyperboliques», explique Carlos de la Fuente Marcos, co-auteur de l'étude publiée dans les avis mensuels de la Royal Astronomical Society . Ils ont découvert qu'il y avait un groupe de ces objets en direction de la constellation des Gémeaux.
"En principe", ajoute-t-il, "on s'attendrait à ce que ces positions soient uniformément réparties dans le ciel, en particulier si ces objets proviennent du nuage d'Oort. Cependant, ce que nous constatons est très différent - une accumulation statistiquement significative de radiants. La surdensité prononcée semble projetée dans la direction de la constellation des Gémeaux, ce qui correspond à la rencontre rapprochée avec l'étoile de Scholz. "
Il existe quatre façons dont des objets comme ceux de l'étude peuvent gagner des orbites hyperboliques. Ils pourraient être interstellaires, comme l'astéroïde Oumuamua, ce qui signifie qu'ils ont gagné ces orbites d'une cause extérieure à notre système solaire. Ou, ils pourraient être originaires de notre système solaire, à l'origine liés à une orbite elliptique, mais projetés dans une orbite hyperbolique par une rencontre rapprochée avec l'une des planètes, ou le Soleil. Pour les objets originaires du nuage d'Oort, ils pourraient démarrer sur une orbite hyperbolique à cause des interactions avec le disque galactique. Enfin, encore une fois pour les objets du nuage d'Oort, ils pourraient être projetés sur une orbite hyperbolique par des interactions avec une étoile qui passe. Dans cette étude, l’étoile qui passe est l’étoile de Scholz.
Le moment de la visite de l'étoile de Scholz dans le nuage d'Oort et notre système solaire coïncide fortement avec les données de cette étude. Il est très peu probable que ce soit une coïncidence. «Cela pourrait être une coïncidence, mais il est peu probable que le lieu et l'heure soient compatibles», explique De la Fuente Marcos. En fait, De la Fuente Marcos souligne que leurs simulations suggèrent que l'étoile de Scholz s'est approchée encore plus près que les 0,6 années-lumière signalées dans l'étude de 2015.
Le seul domaine potentiellement faible de cette étude est souligné par les auteurs eux-mêmes. Comme ils le disent dans leur résumé, «… en raison de leur nature unique, les solutions orbitales des corps mineurs hyperboliques sont basées sur des arcs d'observation relativement brefs et ce fait a un impact sur leur fiabilité. Sur 339 objets de l'échantillon, 232 ont signalé des incertitudes et 212 ont une excentricité avec une signification statistique. » Traduit, cela signifie que certaines des orbites calculées d'objets individuels peuvent avoir des erreurs. Mais l'équipe s'attend à ce que les conclusions générales de leur étude soient correctes.
L'étude des objets mineurs avec des orbites hyperboliques s'est réchauffée depuis que l'astéroïde interstellaire Oumuamua a fait sa visite. Cette nouvelle étude relie avec succès une population d'objets hyperboliques à une visite préhistorique de notre système solaire par une autre étoile. L'équipe derrière l'étude s'attend à ce que les études de suivi confirment leurs résultats.
