Nous connaissons trois objets interstellaires (ISO) qui ont visité notre système solaire interne. Oumuamua a été la première, et elle est venue et repartie en 2017. 2l/Borisov, une comète interstellaire, était la suivante, apparue en 2019. Et en ce moment, la comète interstellaire 3I/Atlas profite d’une visite dans le système solaire interne chauffé par le Soleil.
Un nombre massif d’ISO ont dû traverser notre système solaire au cours de sa longue histoire de 4,6 milliards d’années. Il est possible que certains d’entre eux se soient écrasés sur Terre. Peut-être que les ISO sont responsables de certains des anciens cratères d’impact dont nous pouvons encore voir les vestiges aujourd’hui, comme la structure d’impact de Vredefort.
Cela signifie qu’ils présentent un risque d’impact sur la Terre. Existe-t-il un moyen de quantifier ce risque ?
Une nouvelle recherche intitulée « La répartition des objets interstellaires ayant un impact sur la Terre » tente de comprendre le risque. L’auteur principal est Darryl Seligman, professeur adjoint au département de physique et d’astronomie de la Michigan State University. Le document est disponible en ligne sur arxiv.org.
« Dans cet article, nous calculons les éléments orbitaux, les radiants et les vitesses attendus des objets interstellaires impactant la Terre », écrivent les auteurs. Leur travail ne calcule pas le nombre d’ISO car il n’y a aucune contrainte sur le nombre avec lequel travailler. Leur travail ne concerne que leur diffusion attendue.
En ce qui concerne la source des ISO, ils se concentrent sur ce qu’on appelle la cinématique M-star. Les étoiles M, également connues sous le nom de naines rouges, constituent le type d’étoile le plus nombreux dans la Voie lactée. Il va de soi que la plupart des ISO seraient éjectés des systèmes solaires nain M uniquement sur la base de chiffres. Cependant, les auteurs admettent que cela est quelque peu arbitraire. « Ce choix est certes quelque peu arbitraire car la cinématique des objets interstellaires n’est pas contrainte », expliquent-ils.
Les chercheurs ont utilisé des simulations pour tenter de comprendre le problème. « Nous générons une population synthétique d’environ 1010 objets interstellaires avec une cinématique d’étoile M afin d’obtenir ~104 Impacteurs terrestres », écrivent les chercheurs. Leurs simulations montrent que les ISO sont deux fois plus susceptibles de provenir de deux directions : le sommet solaire et le plan galactique.
Le sommet solaire est la direction que suit le Soleil par rapport à son voisinage solaire. Fondamentalement, il s’agit de la trajectoire du Soleil à travers la Voie Lactée. Les ISO sont plus susceptibles de provenir du sommet solaire car le système solaire se déplace dans cette direction. C’est comme conduire une voiture et heurter davantage de gouttes de pluie.
Le plan galactique est la région plate en forme de disque qu’occupe la Voie Lactée. Comme c’est là que se trouvent la plupart des autres étoiles, les ISO proviendront probablement de cette région. Les ISO approchant de l’avant ont une section efficace de collision plus élevée.
Les simulations montrent également que les ISO du sommet solaire et du plan galactique auraient des vitesses plus élevées. Mais contre-intuitivement, ceux qui pourraient avoir un impact sur la Terre ont des vitesses plus lentes. En effet, le sous-ensemble d’ISO pouvant avoir un impact sur la Terre a tendance à être constitué de corps hyperboliques à faible excentricité. La gravité du Soleil a un effet plus important sur ces objets et peut capturer de préférence des objets se déplaçant plus lentement et les déplacer vers des trajectoires traversant la Terre.
Les saisons font aussi une différence. Les ISO ayant la vitesse d’impact la plus élevée sont plus susceptibles d’arriver au printemps, car la Terre se dirige vers le sommet solaire. Mais l’hiver a des impacts potentiels plus fréquents car à ce moment-là la Terre est positionnée vers l’antapex solaire, là où le Soleil s’éloigne.
Lorsqu’il s’agit de savoir quelle partie de la Terre est la plus exposée au risque d’un impacteur ISO, les basses latitudes proches de l’équateur sont les plus à risque. Il existe également un risque d’impact légèrement élevé dans l’hémisphère nord, où vit près de 90 % de la population humaine.
Comme expliqué précédemment, ce travail concerne uniquement les ISO éjectés des systèmes M-nains. « Ces distributions ne s’appliquent qu’aux objets interstellaires dotés d’une cinématique d’étoiles M. Différentes cinématiques supposées devraient modifier les distributions présentées dans cet article », expliquent les auteurs. Mais ils soulignent également que les points principaux de leurs travaux s’appliquent probablement à d’autres cinématiques. « Les principales caractéristiques résumées dans cette section s’appliquent probablement également à différentes cinématiques, peut-être à un effet global atténué ou plus distinct », écrivent les chercheurs.
Il convient de répéter que ces travaux ne prédisent pas le nombre d’ISO. Il n’y a aucun moyen de mesurer cela. « Dans cet article, nous ne faisons intentionnellement aucune prédiction définitive sur les taux d’impacteurs interstellaires », écrivent les auteurs dans leur conclusion.
Mais les résultats alimentent les observations futures de l’Observatoire Vera Rubin et de son Legacy Survey of Space and Time. Cela donne aux astronomes une idée de la distribution des ISO qui devraient être détectés par le VRO.
Nous ouvrons tout juste les yeux sur l’idée des ISO. Cet article nous donne une idée de l’origine probable des ISO ayant un impact sur la Terre, du moment où ils sont le plus susceptibles d’avoir un impact et de l’endroit où ils sont le plus susceptibles d’avoir un impact. Une fois le VRO et son LSST lancés, les astronomes commenceront à acquérir des données qui viendront soit confirmer, soit infirmer ces découvertes.
Le version originale de cet article a été publié le L’univers aujourd’hui.
