À la fin de l’année 2025, des astronomes ont eu l’opportunité d’explorer en détail un matériau venu de l’extérieur de notre Système solaire.
Le télescope spatial James Webb et le réseau de radiotélescopes ALMA, installé au Chili, ont concentré leurs efforts sur la comète interstellaire 3I/ATLAS. Les résultats obtenus par deux groupes de chercheurs indépendants ont été étonnants : la composition chimique de cette visiteuse céleste diffère radicalement de tout ce que les scientifiques ont observé au sein de notre système planétaire.
La troisième voyageuse interstellaire
Selon des données d’arxiv.org, 3I/ATLAS est le troisième objet enregistré provenant d’autres systèmes stellaires. Le premier, 1I/Oumuamua (2017), ne dégageait pas de gaz, rendant son analyse impossible. Le second, 2I/Borisov (2019), s’est avéré être une comète, mais sa faible luminosité a limité son exploration.
La comète détectée par le système ATLAS à Hawaï en juillet 2025 était brillante, active et accessible à des études spectroscopiques. À son approche du Soleil, la chaleur a commencé à vaporiser les glaces de surface, formant une atmosphère gazeuse autour de son noyau, appelée coma. C’est grâce à l’analyse de ce gaz que les scientifiques ont pu reconstituer la chimie d’un monde lointain.
Eau lourde et carbone ancien
L’analyse spectroscopique a révélé deux différences clés. Tout d’abord, la teneur en hydrogène lourd (deutérium) dans l’eau de la comète était exceptionnellement élevée. L’équipe de Martin Cordiner (NASA) a mesuré un taux de deutérium de 0,95 %, soit plus de 30 fois ce que l’on trouve en moyenne dans les comètes de notre système solaire (0,029 %).
Le groupe de Luis Salazar Manzano (Université du Michigan), ayant travaillé avec les données d’ALMA, a trouvé un seuil minimal de 0,66 %, 40 fois plus que dans les océans terrestres. Une concentration élevée de deutérium suggère que la glace s’est formée à des températures extrêmement basses (inférieures à -243°C) dans un environnement exposé à un fort rayonnement cosmique, sans avoir subi de réchauffement ultérieur.
Ensuite, le rapport des isotopes de carbone (¹²C/¹³C) dans les molécules de CO et CO₂ s’est révélé anormalement élevé, oscillant entre 123 et 191. En comparaison, dans le Système solaire, il reste stable aux alentours de 90. Le carbone-13 représente des « déchets » issus de la synthèse dans des étoiles de masse moyenne : plus il y a eu de générations stellaires, plus sa proportion augmente.
Un ratio élevé de ¹²C/¹³C indique que le matériel de la comète s’est formé lorsque notre Galaxie était encore très jeune, n’ayant pas encore accumulé beaucoup de carbone lourd. Les modèles estiment que cela a eu lieu entre 10 et 12 milliards d’années en arrière, soit 1,5 à 3,5 milliards d’années après la formation de la Voie lactée. En comparaison, notre Système solaire n’a vu le jour qu’il y a 4,6 milliards d’années.
« Les deux mesures — sur le deutérium et le carbone — pointent vers un scénario commun : la comète s’est formée dans une jeune Galaxie, dans une zone active de formation d’étoiles, à de basses températures », résument les chercheurs.
De plus, ces deux effets se sont renforcés mutuellement : les puissants flux de rayons cosmiques provenant d’étoiles massives à courte durée de vie favorisaient l’incorporation du deutérium dans la glace, tandis qu’un déficit de monoxyde de carbone (CO) dans les nuages anciens augmentait encore le rapport D/H.
Il est à noter que 3I/ATLAS quitte désormais le Système solaire sur une trajectoire non fermée et ne reviendra jamais. Toutefois, les spectres collectés seront analysés pendant encore des années. Les scientifiques devront en extraire les rapports isotopiques de l’azote, l’ensemble des molécules organiques et la structure des dégazages.
En seulement huit ans, trois objets interstellaires ont été observés, chacun présentant des caractéristiques uniques. Avec la mise en service de nouvelles observatoires, telles que l’Observatoire Vera Rubin, les astronomes s’attendent à découvrir un à deux de ces visiteurs chaque année. Cela permettra de construire une base de données statistique sur la composition des matériaux dans les systèmes planétaires à travers divers coins de la Galaxie, à différentes époques et dans différentes conditions.
Points à retenir
- La comète 3I/ATLAS révèle des caractéristiques uniques par rapport aux comètes de notre Système solaire.
- Les mesures de deutérium indiquent une formation dans des conditions extrêmes, bien en dehors de notre propre environnement.
- Le rapport isotopique élevé suggère que la matière de cette comète provient d’une époque où la Galaxie était encore jeune.
- Les effets du rayonnement cosmique ont joué un rôle important dans l’incorporation de deutérium dans la glace.
- Les nouvelles observations pourraient permettre de mieux comprendre la diversité des matériaux dans la Galaxie.
En conclusion, il est fascinant de constater à quel point l’univers nous réserve encore de nombreuses surprises. Cette étude sur 3I/ATLAS nous pousse à réfléchir sur notre propre origine et sur les mécanismes qui régissent la formation des systèmes stellaires. Je suis enthousiaste à l’idée des découvertes futures, qui pourraient non seulement élargir notre compréhension de la Galaxie, mais également enrichir notre perception de notre place dans cet immense cosmos.