La période connue sous le nom de «midi cosmique», qui a eu lieu environ 2 à 3 milliards d'années après le Big Bang, a été caractérisée par la formation rapide de nouvelles étoiles et systèmes planétaires. Naturellement, les objets datés de cette période sont convoités par des scientifiques espérant en savoir plus sur les processus qui ont conduit à la formation de planètes et à l'émergence de la vie elle-même.
Cela comprend les astéroïdes et les comètes, qui sont connus pour être composés de matériaux laissés à partir de la formation de systèmes d'étoiles entiers et de leurs planètes. Et avec la détection de trois objets interstellaires (ISO) dans le système solaire depuis 2017, il pourrait y avoir de multiples opportunités de le faire.
Cela comprend 3i / Atlas, qui a été détecté le 1er juillet par des chercheurs du dernier système d'alerte (atlas) du dernier impact terrestre astéroïde au Chili. Depuis lors, les astronomes ont effectué des observations en cours pour en apprendre autant que possible sur cet objet avant qu'il ne soit au-delà de la gamme de nos télescopes.
Selon une nouvelle étude publiée dans le arxiv Préimpriment Server par une équipe internationale d'astrophysiciens, plusieurs missions actives pourraient se rendre avec cet objet avant de quitter le système solaire. Toute de ces missions pouvait fournir des informations détaillées sur une période où la formation d'étoiles était prolifique dans notre galaxie, et les éléments constitutifs de la vie ont probablement émergé.
The research was led by T. Marshall Eubanks, the Chief Scientist at Space Initiatives Inc. He was joined by researchers from the Institute for Interstellar Studies (i4is), the Interdisciplinary Center for Security, Reliability and Trust (SnT) at the University of Luxembourg, the Laboratory for Instrumentation and Research in Astrophysics (LIRA) at the Observatoire de Paris, the French-Chilean Laboratory for Astronomy, the Technical Université de Munich (TU Munich) et Laboratoire de propulsion de la NASA.
Les observations de 3i / Atlas ont déjà révélé beaucoup de choses sur la trajectoire, la composition de l'objet et d'où elle peut provenir. La cinématique de l'objet a révélé qu'elle est probablement un objet du disque épais galactique, où se trouvent 85% des étoiles de notre galaxie. C'est également là que résident les étoiles les plus anciennes de la galaxie, la plupart étant plus âgés de 10 milliards d'années, ce qui signifie qu'ils se sont formés pendant la période « galactique midi ». Comme Andreas l'a dit à l'univers aujourd'hui par e-mail:
« Les étoiles sur le disque épais galactique ont formé des milliards d'années plus tôt que celles du disque mince, qui comprend notre soleil. Si 3i a été éjecté d'un système d'étoiles de disque épais, cela signifie que nous pourrions obtenir un aperçu de l'avenir prévisible. Par conséquent, l'observer 3i est un exemple littéral: si le prophète ne peut pas aller à la montagne, la montagne.
Comme ils l'expliquent, la formation de 3i dans le disque épais peut être testée observationnellement lorsqu'elle transit à travers le système solaire. Si 3i peut être attribué au disque d'épaisseur galactique, il fournira un moyen d'explorer le processus de formation des étoiles et des planètes et les origines possibles de la vie au cours de cette première période. Cependant, 3i atteindra son point le plus proche du soleil (périhélion) lorsque la Terre est du côté opposé, ce qui rend les observations utilisant des télescopes au sol pratiquement impossibles. Ceci est regrettable, car 3i connaîtra sa propreté la plus intense à périhélion, et la composition de sa queue fournira des informations détaillées sur sa composition interne.
Une mission qui pourrait l'étudier de près pourrait obtenir des spectres à partir de sa dépression avant qu'il ne soit plus observable. Eubanks et ses collègues théorisent que 3i aurait pu provenir du disque épais galactique en raison de son orbite galactique, ainsi que de sa vitesse et de sa direction, ce qui lui élimine 3000 années-lumière du plan galactique. A dit Andreas:
« 3i / Atlas a volé de l'extérieur du système solaire presque à l'angle que le plan du système solaire. Cela est surprenant. Le système solaire se déplace à travers la voie lactée dans une direction perpendiculaire au plan de ses planètes. Maintenant, vous vous attendez à ce que les objets interstellaires volent dans le système solaire de cette direction s'ils ont des trajectoires similaires à notre système solaire.
« En d'autres termes, ils voleraient dans le système solaire à un angle abrupte par rapport au plan du système solaire. Et en fait, c'est exactement ce que nous avons observé pour les deux premiers objets interstellaires oumuamua et Borisov. Ils ont volé dans le système solaire à des angles abrupts. Ce qui rend 3i / atlas inhabituel est qu'il a fumé presque parallèle à l'avion du système solaire. »
« Nous cherchons à confirmer cette hypothèse à travers une analyse de la nature chimique de 3i. Une prédiction est que la formation de la planète se produirait à une température plus élevée dans la période` `midi cosmique '', ce qui fait que 3i semble être` `dynamiquement ancienne '', avec moins de supervollatiles facilement évaporés », a ajouté Eubanks. « Les premières indications sont que 3i semble être dynamiquement ancienne (contrairement à 2i / borisov, qui semble dynamiquement nouveau). Il est beaucoup trop tôt pour dire que ce problème est résolu, mais nous espérons que ce sera au moment où toutes les données 3i seront analysées. »
Sur la base de sa trajectoire, 3i devrait passer à l'intérieur de l'orbite de Mars, ce qui l'a rapproché relativement près de plusieurs vaisseaux spatiaux interplanétaires qui ont déjà lancé. Pour déterminer les observations de cette ISO, l'équipe a examiné 15 missions dans des orbites héliocentriques ou actuellement actives autour de Mars. Parmi ceux-ci, ils ont constaté que l'orbiteur de reconnaissance Mars (MRO) et l'orbiteur de gaz trace de l'ESA (TGO), qui pourrait voir 3i avec leurs instruments les 2 et 3 octobre, respectivement. Tianwen-1 et Hope présentent également des opportunités d'observations.
L'ESA Jupiter Icy Moons Explorer (Juice) et Europa Clipper et Psyché de la NASA seront également en bonne position pour effectuer des observations encore plus longtemps. Dit Eubanks:
« Pendant l'approche de fermeture des vaisseaux spatiaux de jus (une période près de la périhélion de 3i lorsqu'elle sera difficile à observer de la Terre), le vaisseau spatial de jus observera 3i avec cinq de ses instruments le 2 au 25 novembre, 2025, juste après la périhélion de 3i, y compris son approche la plus proche du 4 novembre, tandis que la Clipper Europa, plus d'instruments de plasma, plus de plasma pour observer les passages possibles pour la queue, le magnétomètre et le plasma À partir de maintenant à novembre.
« De plus, plusieurs observatoires et sondes solaires tenteront de surveiller à distance 3i de fin octobre à la mi-novembre 2025, alors qu'elle passe par leurs domaines de vue instrumentaux (FOV). »
Bien qu'aucune des missions profilé ne permette une interception directe avec la comète interstellaire, certains des vaisseaux spatiaux peuvent passer par la queue avant qu'il ne soit hors de notre portée. Par exemple, la tondeuse d'Europa, Hera, et même le vaisseau spatial Lucy plus éloigné peuvent passer par la queue cométaire de 3i au cours de la période qui a suivi son passage de périhelion, potentiellement en observant directement les conditions et la composition là-bas.
« Enfin, trois observatoires de l'espace d'héliophysique (SOHO, orbiteur solaire et sonde solaire Parker) auront 3i passer par les champs de vue de leurs instruments (FOV) au cours de cette période; la sonde solaire de Parker et même le coronagraphe solaire pourraient être en mesure de surveiller 3i à des intervalles de la période de fin septembre au milieu de novembre en 2025 », a déclaré et a déclaré et des intervalles.
Surtout, les observations que ces missions pourraient effectuer produiraient des données impossibles à obtenir en utilisant des instruments basés sur la Terre. Même lorsque les observations de la Terre sont possibles, les différents angles des différents vaisseaux spatiaux fourniront des données précieuses sur la nature de la poussière et de l'éjection de 3i.
En plus de tester l'origine du disque épaisse de cette dernière ISO, ces observations pourraient également confirmer à quel point sa région de formation était chaude en analysant les émissions de spectres de sa queue de gaz et de poussière et le taux de pas de colle. Toutes ces informations éclaireraient les systèmes d'étoiles qui existaient à un moment crucial de l'histoire cosmique.
L'équipe note également que si les astronomes bénéficieront d'une combinaison d'observations de la Terre et de l'espace, le vaisseau spatial qu'ils considéraient fourniraient la seule source de données spectrales et d'imagerie pendant le passage du périhelion 3I. Plus d'informations sont attendues sous peu, grâce aux images capturées par le télescope spatial James Webb (JWST) et d'autres observations. Cependant, le vaisseau spatial actuellement opérationnel dans l'espace profond pourrait fournir certaines des données les plus importantes à ce jour.
« Si 3i provient vraiment du disque épais, c'est peut-être l'un des objets les plus anciens que nous ayons jamais observés dans le système solaire », a déclaré Andreas. « C'est comme un réfrigérateur d'ancien, qui s'ouvrira au cours des prochains mois pour publier une partie de son contenu. »
