A la poursuite de `Oumuamua

Le premier objet découvert de l'extérieur du système solaire, `Oumuamua , avait une forme extrême — très probablement plate , et a été éloigné du Soleil sans montrer d'évaporation cométaire. Ses anomalies relatives aux astéroïdes ou aux comètes du système solaire restent non résolues en raison des données limitées recueillies à son sujet lors de son passage près de la Terre en octobre et novembre 2017.

En conséquence, une équipe d'astronomes souhaite chasser `Oumuamua et l'étudier de près au cours du siècle prochain. Un nouveau document a décrit les paramètres orbitaux requis pour une mission connexe du "Projet Lyra" qui pourrait atteindre "Oumuamua en 2086 ou 2175.

Trouver `Oumuamua comme un objet proche de la Terre inattendu ressemble à remarquer des partenaires potentiels dans un café, mais réaliser votre intérêt à en savoir plus sur eux après avoir quitté la pièce. Les chasser dans la rue est une impulsion immédiate. Cependant, une réponse plus mesurée aux circonstances serait de rechercher systématiquement d'autres partenaires amoureux avec des qualités similaires. Sûrement, dans une population de candidats suffisamment importante, un candidat similaire se présentera à vous.

Cette dernière approche est en effet suggérée par l'"application de rencontres" LSST de l'Observatoire Rubin au Chili, qui va bientôt commencer à surveiller le ciel du Sud avec sa caméra de 3,2 milliards de pixels tous les quatre jours. Avec mes étudiants et post-doctorants au sein du projet Galileo , je conçois le logiciel qui nous permettra de trouver des objets interstellaires anormaux comme `Oumuamua dans le pipeline de données LSST.

D'un autre côté, le défi de chasser `Oumuamua dans le système solaire est intimidant. Cet objet interstellaire est actuellement à une distance de 5,4 milliards de kilomètres de la Terre, soit 36 ​​fois la séparation Terre-Soleil. En conséquence, il est 60 millions de fois plus faible qu'il ne l'était à l'approche la plus proche de la Terre. Sa magnitude de 37,8 est des ordres de grandeur inférieurs à la sensibilité même des images les plus profondes du télescope spatial Webb .

On a estimé qu'Oumuamua avait une taille de l'ordre d'une centaine de mètres, ce qui implique qu'un télescope de taille métrique à bord d'un vaisseau spatial de chasse serait capable de le résoudre avec 10 pixels de côté à la limite de diffraction, uniquement si le vaisseau spatial s'approche à une distance d'approche la plus proche de `Oumuamua d'ordre le diamètre de la Terre. Cela représente une précision de trajectoire au niveau d'un millionième de la distance de `Oumuamua à la Terre. Étant donné que la précision requise est beaucoup plus exigeante que les incertitudes sur la trajectoire de `Oumuamua, le vaisseau spatial de poursuite devra détecter la lumière réfléchie ou émise par `Oumuamua à mesure qu'il s'en approche et naviguer en conséquence. Cela nécessiterait d'avoir un télescope lourd à bord, rendant la mission très coûteuse.

Mais il y a des défis techniques supplémentaires. Étant donné que le vaisseau spatial devra dépasser la vitesse de `Oumuamua de 26,5 kilomètres par seconde, la rencontre sera courte. Le temps de rencontre sera de l'ordre de la durée de traversée de deux fois le diamètre de la Terre à une vitesse de plusieurs dizaines de kilomètres par seconde, soit une dizaine de minutes.

Consacrer un siècle pour atteindre `Oumuamua puis passer seulement 10 minutes dans ses environs revient à courir après des partenaires dans la rue pendant une heure, pour les voir pendant un millième de seconde. Cela en vaut-il vraiment la peine ? Puisque la plupart d'entre nous ne seront pas vivants pour assister aux rencontres en 2086 ou 2175, je ne le pense pas.

Une bien meilleure approche pour en savoir plus sur les objets interstellaires consiste à traiter la découverte de 2017 comme un signal d'alarme et à trouver d'autres objets interstellaires de type `Oumuamua dans les années à venir. La parallaxe de la surveillance de l'un d'eux avec le télescope spatial Webb et un télescope sur Terre révélerait toute accélération non gravitationnelle avec une précision exquise. De plus, la détection de l'émission infrarouge des objets permettrait de déduire leur surface, étant donné que leur température de surface est dictée par leur distance mesurée au Soleil. La détection spectroscopique simultanée de la lumière solaire réfléchie et de l'émission infrarouge permettrait de déduire la réflectance (albédo) et la composition de surface des objets, qui restent inconnues pour `Oumuamua.

Si l'un des futurs objets de type `Oumuamua est détecté bien avant son approche la plus proche de la Terre, on pourrait envisager de lancer un vaisseau spatial qui les rencontre sur son chemin. Les paramètres d'une telle mission ont été envisagés dans un article récent de l'équipe du projet Galileo. L'augmentation de vitesse requise pour une telle rencontre dépasse celle du Comet Interceptor envisagé par l'ESA d'un ordre de grandeur et nécessite une nouvelle conception de mission.

Comme le conseillent les coachs de rencontres, il vaut bien mieux réfléchir aux opportunités offertes par les futurs partenaires de rencontres que d'être obsédé par une date passée incertaine. Statistiquement parlant, l'avenir offre beaucoup plus d'opportunités de rencontres que le passé.

La seule exigence pour découvrir de nouvelles connaissances scientifiques est de garder un esprit de débutant, comme le préconise le concept de shoshin dans le bouddhisme zen. Dans le contexte des objets interstellaires, cela nécessite que nous n'insistions pas sur le fait qu'ils sont tous d'origine naturelle. Après tout, les explications naturelles à `Oumuamua impliquaient des objets d'un type que nous n'avions jamais vu auparavant, comme un ` lapin de poussière ', un iceberg à hydrogène , un iceberg à azote ou un iceberg eau-hydrogène .

L'incertitude devrait nous inciter à garder l'esprit ouvert à la possibilité que de temps en temps nous remarquions un objet fabriqué par une civilisation technologique extraterrestre. Cela pourrait représenter une forme exotique de déchets spatiaux , comme le Tesla Roadster d'Elon Musk , qui a été lancé dans l'espace en tant que charge utile factice en 2018. Ironiquement, c'est le pollueur de l'espace lui-même, Elon Musk, qui atténue l'enthousiasme à propos de la recherche de déchets spatiaux depuis analogues extraterrestres de lui-même.

Si un objet artificiel a des parois minces, il présenterait une poussée en réfléchissant la lumière du soleil - comme l'a fait le propulseur de fusée 2020 SO dans le flux de données du même télescope qui a découvert `Oumuamua. Dans la recherche de partenaires interstellaires, nous ferions mieux de commencer par une image miroir de nous-mêmes. Quoi de plus familier et commun que cela ?

A PROPOS DE L'AUTEUR

Avi Loeb est à la tête du projet Galileo, directeur fondateur de l'Université de Harvard - Black Hole Initiative, directeur de l'Institut de théorie et de calcul du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics et ancien président du département d'astronomie de l'Université de Harvard (2011 –2020). Il préside le conseil consultatif du projet Breakthrough Starshot et est un ancien membre du Conseil consultatif du président sur la science et la technologie et un ancien président du Conseil de physique et d'astronomie des académies nationales. Il est l'auteur à succès de « Extraterrestre : le premier signe de vie intelligente au-delà de la Terre » et co-auteur du manuel « La vie dans le cosmos », tous deux publiés en 2021. Son nouveau livre, intitulé « Interstellar », dont la publication est prévue en août 2023.