Il y a 70000 ans, une étoile a traversé notre système solaire
Credit: Michael Osadciw/University of Rochester.
C'est une nouvelle qui vient d'être révélée par les astronomes de l'Université de Rochester. Ils ont identifié le plus proche passage d'une étoile dans notre système solaire : une naine sombre qui a traversé le nuage de comètes Oort il y a seulement 70.000 ans.
Un groupe d'astronomes des États-Unis, d'Europe, du Chili et de l'Afrique du Sud ont déterminé qu'il y a 70,000 années, une étoile faible récemment découverte est susceptible d'être passée à travers les nuages lointains des comètes du système solaire, le nuage de Oort. Aucune autre étoile n'est connue pour avoir jamais approché notre système solaire d'aussi proche - cinq fois plus proche que l'étoile actuelle la plus proche, Proxima Centauri.
Dans un article publié dans Astrophysical Journal Letters, l'auteur principal Eric Mamajek de l'Université de Rochester et ses collaborateurs ont analysé la vitesse et la trajectoire d'un système d'étoile de faible masse surnommé "l'étoile de Scholz."
Artist's conception of Scholz's star and its brown dwarf companion (foreground) during its flyby of the solar system 70,000 years ago. The Sun (left, background) would have appeared as a brilliant star. The pair is now about 20 light years away. Conception artistique de l'étoile de Scholz et de son compagnon naine brune (derrière) durant son survol du système solaire il y a 70.000 ans. Le Soleil (à gauche au fond) devait apparaître comme une étoile brillante. Credit: Michael Osadciw/University of Rochester.
La trajectoire de l'étoile suggère qu'il y a 70.000 années, elle est passée à environ 52 000 unités astronomiques de distance (ou environ 0,8 années-lumière, ce qui équivaut 8.000.000.000.000 de km ou 5 trillions de miles). C'est astronomiquement à proximité; notre plus proche voisine, l'étoile Proxima Centauri est à 4,2 années-lumière de distance. En fait, les astronomes expliquent dans le document qu'ils sont à 98% certains que c'est passé par ce qui est connu comme le "nuage de Oort externe" - une région au bord du système solaire rempli de milliers de milliards de comètes d'un mile ou plus, et ils pensent que cela a donné lieu à des comètes de longue période en orbite autour du Soleil, après que leurs orbites soient ainsi perturbées.
L'étoile à l'origine a attiré l'attention de Mamajek lors d'une discussion avec le co-auteur Valentin D. Ivanov, de l'Observatoire européen austral. L'étoile de Scholz avait un mélange inhabituel de caractéristiques : en dépit d'être assez proche ("seulement" 20 années-lumière actuellement), elle a montré un mouvement très lent tangentiel, c'est un mouvement à travers le ciel. Les mesures de vitesse radiale prises par Ivanov et ses collaborateurs, cependant, ont montré que l'étoile se déplaçait presque directement au loin du système solaire à une vitesse considérable.
« La plupart des étoiles à proximité montrent de beaucoup plus grands mouvements tangentiels », dit Mamajek, professeur agrégé de physique et d'astronomie à l'Université de Rochester. "Le petit mouvement tangentiel et la proximité initiale indiquent que l'étoile était plus probablement, soit en déplaçement vers une future rencontre rapprochée avec le système solaire, ou qu'elle s'était « récemment » approchée du système solaire et s'en éloignait. Effectivement, les mesures de vitesse radiale étaient compatibles avec sa fuite du voisinage du Soleil - et nous avons réalisé qu'il a dû y avoir un survol proche dans le passé ".
Pour travailler sur sa trajectoire, les astronomes avaient besoin les deux morceaux de données, la vitesse tangentielle et la vitesse radiale. Ivanov et ses collaborateurs avaient caractérisé l'étoile récemment découverte par la mesure de son spectre et sa vitesse radiale par l'intermédiaire de l'effet Doppler. Ces mesures ont été effectuées en utilisant les spectrographes sur de grands télescopes en Afrique du Sud et au Chili : le Large Telescope de l'Afrique australe (SALT) et le télescope Magellan à l'Observatoire de Las Campanas, respectivement.
Une fois que les chercheurs ont reconstitué l'ensemble des informations, ils ont compris que l'étoile de Scholz s'éloignait de notre système solaire et ils sont remonté en arrière dans le temps jusqu'à sa position il y a 70.000 années, lorsque leurs modèles ont indiqué qu'elle est venue au plus proche de notre Soleil.
Jusqu'à présent, la meilleure candidate pour le survol le plus proche d'une étoile du système solaire était la "star voyou" (“rogue star”) dite HIP 85605, qui a été prédite pour venir près de notre système solaire dans 240.000 à 470.000 années à partir de maintenant. Cependant, Mamajek et ses collaborateurs ont également démontré que la distance originale de HIP 85605 est probablement sous-estimée par un facteur de dix. A une distance plus susceptible - à environ 200 années-lumière - la trajectoire nouvellement calculée de HIP 85605 ne devrait pas tomber en-dessous du nuage de Oort.
Mamajek a travaillé avec l'ancien premier cycle de l'Université de Rochester, Scott Barenfeld (maintenant un étudiant de troisième cycle à Caltech) pour simuler 10 000 orbites pour l'étoile, en tenant compte de sa position, sa distance et la vitesse de l'étoile, le champ gravitationnel de la galaxie de la Voie lactée, et les incertitudes statistiques sur l'ensemble de ces mesures. Parmi ces 10 000 simulations, 98% des simulations ont montré l'étoile traversant le nuage d'Oort externe, mais heureusement, une seule des simulations amène l'étoile dans le nuage d'Oort interne, ce qui pourrait déclencher ce qu'on appelle "des pluies de comètes." sur la Terre.
Alors que le survol proche de l'étoile de Scholz a probablement eu peu d'impact sur le nuage d'Oort, Mamajek souligne que " d'autres perturbateurs dynamiquement importants du nuage de Oort peuvent être tapis parmi les étoiles à proximité." Le satellite de l'Agence spatiale européenne Gaia récemment lancé est prévu pour cartographier les distances et mesurer les vitesses d'un milliard d'étoiles. Avec les données Gaia, les astronomes seront en mesure de dire quelles autres étoiles peuvent avoir eu une rencontre rapprochée avec nous dans le passé ou le feront dans un avenir lointain.
Actuellement, l'étoile de Scholz est une petite naine rouge dans la constellation de la Licorne, à environ 20 années-lumière. Cependant, au moment de son survol du système solaire le plus proche, l'étoile de Scholz aurait été une étoile de magnitude 10 - environ 50 fois plus faible que ce qui peut normalement être vu à l'œil nu la nuit. Elle est magnétiquement active, cependant, ce qui peut provoquer des étoiles à "flare" (pulsante) et être brièvement devenue des milliers de fois plus brillante. Il est donc possible que l'étoile de Scholz ait été visible à l'œil nu par nos ancêtres il y a 70.000 années pendant des minutes ou des heures au moment des événements de pulsations rares.
L'étoile fait partie d'un système d'étoile binaire : une étoile de faible masse Naine Rouge (avec une masse d'environ 8% de celle du Soleil) et un compagnon "Naine Brune" (avec une masse d'environ 6% de celle du Soleil). Les naines brunes sont considérées comme des "étoiles loupées", leurs masses sont trop faibles pour fusionner l'hydrogène dans leurs cœurs comme une «étoile», mais elles sont encore beaucoup plus massives que les planètes géantes gazeuses comme Jupiter.
La désignation formelle de l'étoile est "J072003.20-084651.2 WISE," mais elle a été surnommée "l'étoile de Scholz" pour honorer son découvreur - l'astronome Ralf-Dieter Scholz du Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) en Allemagne - qui a d'abord rapporté la découverte de l'étoile voisine faible à la fin de 2013. La partie «WISE» de la désignation se réfère à Wide-Field Infrared Survey Explorer (WISE), la mission de la NASA, qui a cartographié le ciel entier dans la lumière infrarouge en 2010 et 2011, et la partie "J-nombre" est une désignation qui se réfère aux coordonnées célestes de l'étoile...
Bon, comme le soulignent les astronomes, ce passage dans le nuage externe de Oort n'a pas dû trop perturber le système solaire... mais tout de même suffisament pour créer nos comètes à périodes longues, les comètes géantes qui reviennent sur des périodes très éloignées les unes des autres, comme la célèbre comète de Halley par exemple, ou d'autres observées dans les temps anciens et dont on ne sait pas encore si et quand elles reviendront. Y a-t-il eut une pluie de comètes il y a 70.000 ans en direction du Soleil ? C'est difficile de l'affirmer en l'absence de témoins ayant laissé un indice... mais nous en avons un autre ! Le climat. Et en fait, l'humanité a bien failli ne pas survivre a ce qu'il s'est passé il y a justement 70.000 ans !
Une éruption volcanique titanesque... mais est-ce que la chute d'une grosse comète (ou le passage d'une grosse masse gravifique) n'aurait pas été le vrai déclancheur de cette catastrophe ayant entraîné une extinction mondiale ? la coïncidence est un peu trop évidente à priori... quoiqu'il en soit, même pour la génétique (l'être humain ne serait resté qu'à 2000 exemplaires selon certaines études de 2008), les faits sont là pour la date de -70.000 ans !
Comme on le sait (mais on peut encore douter), Homo Sapiens Sapiens, l'homme moderne, est apparu entre -400.000 et -220.000 ans, mais n'a commencé ses migrations que vers -60.000 ans, c'est à dire après ces fameux -70.000 ans et en ayant eu le temps de se regrouper à priori... alors que la grande majorité des autres hominidés n'ont pas survécu à cette catastrophe de -70.000 ans (déluge et/ou fin de Mu/Lémurie/Atlantide pour certains auteurs). On sait formellement aussi que les premiers hommes modernes ont atteint l'Australie aux alentours de -55.000 ans, ce qui coïncide aussi à peu près avec ce calendrier....
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