Il y a moins d'un an, des astronomes ont repéré une comète traversant notre système solaire, originaire de bien au-delà. L'objet, connu sous le nom de 3I/ATLAS, n'est que le troisième visiteur interstellaire confirmé jamais détecté, et les scientifiques découvrent maintenant des indices sur l'environnement extraterrestre où il s'est formé - et apparemment, cet environnement était très, très froid.

Une nouvelle étude menée par des chercheurs de l'Université du Michigan suggère que la comète est née dans des conditions bien plus froides que celles qui ont façonné notre propre système solaire. Les résultats proviennent d'une analyse de la composition inhabituelle de l'eau de la comète, qui a révélé des niveaux extraordinairement élevés de deutérium, une forme plus lourde d'hydrogène. La recherche a été publiée dans la revue Nature Astronomy et a reçu le soutien de la NASA, de la National Science Foundation des États-Unis et de l'Agence nationale de recherche et de développement du Chili.

« Nos nouvelles observations montrent que les conditions qui ont conduit à la formation de notre système solaire sont très différentes de la façon dont les systèmes planétaires ont évolué dans différentes parties de notre galaxie », a déclaré Luis Salazar Manzano, auteur principal de l'étude et doctorant au département d'astronomie de l'U-M.

Les molécules d'eau sont composées de deux atomes d'hydrogène et d'un atome d'oxygène, ce qui donne à l'eau sa formule familière H2O. Dans l'eau ordinaire, les atomes d'hydrogène ne contiennent qu'un proton. Mais certaines formes d'eau contiennent du deutérium, un isotope de l'hydrogène qui comprend à la fois un proton et un neutron. Les chercheurs ont découvert que 3I/ATLAS contient une quantité exceptionnellement élevée de cette eau riche en deutérium. Bien que de petites quantités d'eau lourde existent sur Terre et dans les comètes de notre système solaire, les niveaux trouvés dans 3I/ATLAS étaient considérablement plus élevés.

« La quantité de deutérium par rapport à l'hydrogène ordinaire dans l'eau est plus élevée que tout ce que nous avons vu auparavant dans d'autres systèmes planétaires et comètes planétaires », a déclaré Salazar Manzano. Selon les chercheurs, le rapport deutérium dans la comète était environ 30 fois plus élevé que ce qui a été mesuré dans les comètes de notre système solaire et environ 40 fois plus élevé que le rapport trouvé dans les océans de la Terre. Les scientifiques utilisent les niveaux de deutérium comme une sorte d'empreinte chimique qui révèle les conditions présentes lors de la formation des objets célestes. En comparant ces rapports avec ceux trouvés plus près de chez nous, les chercheurs peuvent déduire le type d'environnement qui a produit la comète.

L'équipe a conclu que 3I/ATLAS s'est probablement formée dans une région beaucoup plus froide avec des niveaux de radiation plus faibles que l'environnement qui a créé les planètes et les comètes de notre système solaire. « C'est la preuve que les conditions qui ont conduit à la création de notre système solaire ne sont pas omniprésentes dans l'espace », a déclaré Teresa Paneque-Carreño, co-responsable de l'étude et professeure adjointe d'astronomie à l'U-M. « Cela peut sembler évident, mais c'est une de ces choses que vous devez prouver. »

Les chercheurs ont déclaré que l'étude n'a été possible que parce que les astronomes ont détecté 3I/ATLAS suffisamment tôt pour des observations de suivi détaillées. Après la découverte, Salazar Manzano et ses collaborateurs ont obtenu du temps d'observation à l'observatoire MDM en Arizona, où ils ont détecté certains des premiers signes d'émissions de gaz de la comète (MDM signifie Michigan, Dartmouth et le Massachusetts Institute of Technology, les partenaires originaux de l'observatoire). Salazar Manzano a ensuite fait équipe avec Paneque-Carreño, qui a apporté son expertise en utilisant l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, ou ALMA, au Chili. Les instruments d'ALMA sont suffisamment sensibles pour distinguer l'eau deutérée de l'eau ordinaire, permettant à l'équipe de mesurer précisément le rapport entre les deux.

Les chercheurs disent que c'est la première fois que des scientifiques réussissent à effectuer ce type d'analyse de l'eau sur un objet interstellaire. « Être à l'Université du Michigan et avoir accès à ces installations a été la clé pour rendre ce travail possible », a déclaré Salazar Manzano. « Nous faisions partie d'une équipe très talentueuse et très expérimentée dans plusieurs domaines, nous nous sommes tous complétés et c'est ce qui a permis »