Une équipe internationale d’astronomes du Chili, d’Europe, des États-Unis, du Canada et de Nouvelle-Zélande a capturé l’aperçu spectroscopique le plus détaillé jamais réalisé d’une comète interstellaire traversant notre système solaire. En utilisant les données spectroscopiques de deux instruments du Very Large Telescope (VLT) de l’ESO, ils ont détecté des émissions atomiques de nickel et de gaz cyanogène provenant de 3I/ATLAS, le troisième objet interstellaire seulement confirmé enregistré.
3I/ATLAS a été découvert par le télescope d’enquête ATLAS (Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System), financé par la NASA, le 1er juillet 2025.
Également connu sous les noms de C/2025 N1 (ATLAS) et A11pl3Z, le visiteur interstellaire est arrivé en provenance de la constellation du Sagittaire.
À l’époque, la comète se trouvait à une distance héliocentrique de 4,51 unités astronomiques (UA), avec une excentricité de 6,13.
« La caractérisation de la composition volatile des objets interstellaires traversant le système solaire offre une fenêtre unique sur les processus chimiques et physiques à l’œuvre dans les systèmes stellaires lointains », a déclaré le Dr Rohan Rahatgaonkar de la Pontificia Universidad Católica de Chile et ses collègues.
« Les objets interstellaires préservent les signatures des processus chimiques et physiques à l’œuvre dans leurs disques protoplanétaires natals, potentiellement modifiés par l’exposition au milieu interstellaire. »
« Lorsqu’ils sont chauffés par le rayonnement solaire, les objets interstellaires cométaires libèrent des solides et des gaz en raison de l’activité cométaire. »
En juillet et août, les astronomes ont mené une campagne de spectroscopie à haute résolution alors que 3I/ATLAS atteignait des distances comprises entre environ 4,4 et 2,85 UA du Soleil.
Pour obtenir les spectres de la comète, ils ont utilisé les instruments X-Shooter du VLT et les instruments UVES (Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph).
Les observations montrent que la coma de la comète – le nuage brumeux de gaz et de poussière qui enveloppe son noyau – est dominée par la poussière, avec un continuum optique constamment rouge suggérant une matière riche en matières organiques.
Cette teinte rougeâtre rappelle à la fois les comètes du système solaire et certains des corps les plus primitifs de la ceinture de Kuiper, faisant allusion à des processus physiques partagés à travers les systèmes planétaires.
Alors que 3I/ATLAS se rapprochait du Soleil, les chercheurs ont détecté des émissions de cyanogène (CN) – une simple molécule de carbone-azote couramment observée dans les atmosphères cométaires – et de nombreuses raies de nickel neutre (Ni).
En revanche, le fer (Fe) n’a pas été détecté, ce qui suggère que le nickel est libéré efficacement des grains de poussière dans le coma sous l’influence du rayonnement solaire.
Les scientifiques ont découvert que les taux de production de ces espèces augmentaient fortement à mesure que la comète s’approchait du Soleil, l’évolution des émissions de CN et de Ni suivant de fortes relations de loi de puissance avec la distance héliocentrique.
Ces tendances suggèrent que les processus libérant ces atomes pourraient impliquer des mécanismes à faible énergie tels que la désorption stimulée par des photons ou la dégradation de matières organiques complexes, plutôt que la simple sublimation des glaces – une nuance qui distingue ce visiteur interstellaire de nombreuses comètes du système solaire.
Cette empreinte spectrale fournit bien plus qu’un simple instantané d’un visiteur éphémère.
Les comètes interstellaires comme 3I/ATLAS sont des échantillons immaculés de matière forgée autour d’autres étoiles. Parce qu’ils n’ont pas été profondément transformés par des voyages répétés autour du Soleil, ils conservent des indices sur la composition de disques protoplanétaires lointains – les disques tourbillonnants de gaz et de poussière qui donnent naissance aux planètes.
Les objets interstellaires précédents, tels que ‘Oumuamua en 2017 et 2I/Borisov en 2019, ont révélé une diversité surprenante : ‘Oumuamua se comportait davantage comme une roche inerte, tandis que 2I/Borisov était riche en monoxyde de carbone et en glaces complexes.
Cette nouvelle étude suggère que 3I/ATLAS ajoute un autre chapitre à cette histoire cosmique en pleine croissance : un corps riche en poussière qui révèle des signatures moléculaires d’une manière qui brouille la frontière entre le comportement cométaire familier et la nouvelle physique.
« Si 3I/ATLAS continue de présenter du Ni sans Fe via le périhélie, cela constituera le premier cas clair où l’émission de métaux cométaires interstellaires est découplée de la libération de réfractaires classiques », ont déclaré les auteurs.
« Ce résultat plaiderait en faveur d’une voie organométallique (ou nanophase) distincte à basse température pour le Ni dans les comètes extrasolaires et pourrait ouvrir une nouvelle fenêtre sur la manière dont la chimie des disques, la métallicité et l’histoire de l’irradiation s’impriment sur la microphysique planétésimale. »
« Bien que l’étoile mère de 3I/ATLAS soit probablement pauvre en métaux par rapport aux autres étoiles progénitrices d’objets interstellaires, il est peu probable qu’elle soit même un facteur 2 moins riche en métaux que le Soleil, ce qui signifie qu’il n’y a pas de tension entre l’âge déduit de 3I/ATLAS et la présence d’un élément de pic de fer comme Ni. »
« Quel que soit le scénario qui prévaut, 3I/ATLAS propose une expérience cruciale et décisive reliant l’émission de métaux à l’activation volatile et à la physique des grains dans un objet interstellaire. »
« Les mesures décrites ci-dessus transformeront le nickel d’une curiosité en un traceur calibré de la chimie mère et de la provenance galactique, établissant la norme pour la spectroscopie à réponse rapide des objets interstellaires à l’ère de l’observatoire Rubin et du télescope extrêmement grand de l’ESO. »
