Le 8 janvier 2014, à 17 h 05 min 34 s TU, un rocher d’environ un mètre venu de l’espace a traversé le ciel au large de l’île de Manus, en Papouasie-Nouvelle-Guinée, brûlant avec une énergie équivalente à environ 110 tonnes métriques de TNT. et la pluie de débris dans les profondeurs de l’océan Pacifique. Des boules de feu de taille similaire ne sont pas rares dans le ciel terrestre; en fait, quelques dizaines d’entre eux se produisent chaque année. Mais ce qui était inhabituel à propos de ce météore particulier était la très grande vitesse et la direction inhabituelle à laquelle il a rencontré notre planète, ce qui suggérait collectivement qu’il venait de l’espace interstellaire.
Les capteurs d’un satellite classifié du gouvernement américain conçu pour détecter les lancements de missiles étrangers étaient les seuls témoins connus de la boule de feu. Grâce à un partenariat entre le ministère de la Défense et la NASA, les données décrivant l’événement ont finalement été partagées sur une base de données publique hébergée par le Center for Near Earth Object Studies (CNEOS) au sein du Jet Propulsion Laboratory de l’agence spatiale, ainsi que des données pour plus de 900 autres boules de feu enregistrées par des capteurs du gouvernement américain entre 1988 et aujourd’hui. Les données de ces événements comprennent les dates, les heures, les latitudes, les longitudes, les altitudes, les vitesses, les composants de vitesse tridimensionnels et les énergies pour chacun. Les incertitudes pour la plupart de ces mesures sont notamment omises de la base de données – probablement pour garantir que les seuils de précision des capacités de détection globales des États-Unis ne sont pas divulgués, car ces informations pourraient potentiellement être exploitées par des adversaires.
Mon implication avec ce météore remonte à avril 2019, lorsque mon conseiller académique à Harvard, l’astrophysicien Avi Loeb, a porté à mon attention le catalogue des boules de feu CNEOS. À l’époque, lui et moi étions environ huit mois dans nos études de données liées à ‘Oumuamua, l’objet identifié en octobre 2017 comme le premier visiteur interstellaire connu du système solaire. ‘Oumuamua étant originaire de l’extérieur du système solaire, chacune de ses propriétés, y compris sa détection même, véhiculait des informations auparavant inaccessibles sur notre voisinage cosmique. Avec la richesse des connaissances portées par les visiteurs interstellaires qui nous préoccupaient, Loeb et moi avions réfléchi à la possibilité d’en trouver d’autres à étudier, et les données du CNEOS semblaient prometteuses. En quelques jours, j’avais identifié la boule de feu de l’île de Manus en 2014 comme un potentiel candidat météore interstellaire. Loeb a alors suggéré que j’utilise la vitesse d’impact combinée à la connaissance de la cinématique des populations de petits corps dans le système solaire pour estimer la probabilité qu’il provienne d’ailleurs, au-delà de notre système solaire. Contemplant cette approche, j’ai alors proposé une méthode plus précise pour dériver la trajectoire de l’objet qui tenait compte des influences gravitationnelles de notre soleil et de ses planètes. Loeb a accepté ma proposition et je me suis rapidement mis au travail.
À la distance de la Terre par rapport au soleil, tout objet se déplaçant à plus de 42 kilomètres par seconde se trouve sur une orbite hyperbolique illimitée par rapport à notre étoile, ce qui signifie qu’il est trop rapide pour être capturé par la gravité du soleil. Tout ce qui dépasse cette limite de vitesse céleste locale peut donc provenir (et, s’il n’est pas encombré, devrait revenir) de l’espace interstellaire. L’entrée CNEOS pour la boule de feu de l’île de Manus en 2014 indiquait que le météore avait frappé l’atmosphère terrestre à environ 45 kilomètres par seconde, ce qui est très prometteur. Cependant, une partie de cette vitesse provenait du mouvement de l’objet par rapport à la Terre et du mouvement de la Terre autour du soleil. En distinguant ces effets à l’aide de programmes informatiques que j’ai écrits, j’ai découvert que l’objet avait dépassé la Terre par derrière avant de frapper notre atmosphère, et avait probablement une vitesse relative au soleil plus proche de 60 kilomètres par seconde. L’orbite correspondante que j’ai calculée n’était clairement pas liée au soleil – même s’il y avait eu de grandes erreurs d’incertitude. Si les données étaient correctes, cet événement serait le premier météore interstellaire jamais découvert. Et il se cachait à la vue de tous.
Des affirmations extraordinaires, bien sûr, nécessitent des preuves extraordinaires. Loeb et moi avons donc procédé à une ingénierie inverse des estimations des erreurs de mesure des satellites classifiés, en utilisant des données vérifiées de manière indépendante sur d’autres boules de feu dans la base de données CNEOS et ailleurs dans la littérature scientifique. Après cette ardue confrontation avec la réalité, nous nous sommes retrouvés avec la même conclusion étonnante : la boule de feu de 2014 avait clairement provenu de l’espace interstellaire. En peu de temps, nous avons rédigé un article rapportant notre découverte pour publication à comité de lecture.
Les arbitres du journal ont hésité devant la nature inconnue des barres d’erreur, nous avons donc demandé l’aide d’Alan Hurd et Matt Heavner, des scientifiques du Laboratoire national de Los Alamos avec des habilitations de sécurité de haut niveau ainsi qu’un intérêt à promouvoir la collaboration avec le secteur public pour permettre la science du ciel bleu. En peu de temps, Heavner a pris contact avec l’analyste anonyme qui avait dérivé les composantes de vitesse du météore à partir des observations satellitaires classifiées, et qui a confirmé que les incertitudes pertinentes pour chaque valeur n’étaient pas supérieures à 10 %. Branché sur notre analyse des erreurs, cela impliquait une origine interstellaire avec une certitude de 99,999 %, mais l’article a de nouveau été rejeté par les arbitres, qui ont soulevé des objections sur le fait que la déclaration sur les incertitudes était une communication privée avec un employé anonyme du gouvernement américain, et non une déclaration officielle du gouvernement américain, que Heavner a eu du mal à se procurer. Après plusieurs autres tentatives infructueuses pour percer le voile du secret à la satisfaction des examinateurs de revues, nous sommes passés à regret à d’autres recherches, laissant la véritable nature du météore de 2014 non confirmée.
Un an plus tard, cependant, nous avons été approchés par Pete Worden, le président de la Breakthrough Prize Foundation, avec une introduction à Matt Daniels, qui travaillait à l’époque pour le bureau du secrétaire à la Défense. Daniels avait lu notre prépublication sur le météore de 2014 et souhaitait aider à confirmer son origine au sein du gouvernement américain. Après un an de navigation laborieuse dans plusieurs couches de la bureaucratie gouvernementale, en mars/avril 2022, Daniels a pu se procurer confirmation officielle du lieutenant Gén. John Shaw, commandant adjoint de l’US Space Force, et Joel Mozer, scientifique en chef du Commandement des opérations spatiales de la branche, des incertitudes pertinentes – et donc une confirmation efficace que le météore était d’origine interstellaire véritable.
Trois ans après notre découverte initiale, le premier objet provenant de l’extérieur du système solaire observé pour frapper la Terre – le premier météore interstellaire connu – a été officiellement reconnu. Le météore de 2014 est également le premier objet interstellaire enregistré à être détecté dans le système solaire, antérieur à ‘Oumuamua de plus de trois ans, et est l’un des trois objets interstellaires confirmés à ce jour, aux côtés d’Oumuamua et de la comète interstellaire Borisov.
La nature interstellaire de l’objet de 2014 a des conséquences fascinantes. Sa taille implique que chaque étoile doit contribuer une masse significative d’objets similaires au cours de sa vie pour rendre la détection de 2014 probable – ce qui suggère qu’il y a beaucoup plus de météores interstellaires à trouver. Et sa vitesse élevée par rapport aux vitesses moyennes de nos étoiles voisines suggère qu’elle aurait pu être éjectée des profondeurs d’un autre système planétaire, relativement proche de son étoile. Ceci est surprenant, car on s’attendrait naïvement à ce que la plupart des objets interstellaires proviennent de régions circumstellaires beaucoup plus éloignées où les vitesses d’échappement sont plus faibles, à savoir les nuages de comètes qui existent à la périphérie de nombreux systèmes stellaires.
Ce nouveau domaine, l’étude des météores interstellaires, a certainement beaucoup à nous dire sur notre place dans le cosmos. Des recherches plus approfondies sur les propriétés observées du météore de 2014 pourraient révéler de nouvelles informations sur notre environnement interstellaire local, en particulier par rapport aux caractéristiques de ses successeurs, ‘Oumuamua et Borisov. Les bases de données de météores sont mûres pour les recherches de suivi, et de nouvelles motivations existent pour construire de nouveaux réseaux de détection, en mettant l’accent sur la détection des futurs météores interstellaires. Observer la combustion d’un météore interstellaire en temps réel permettrait d’étudier sa composition, donnant de nouvelles informations sur la chimie d’autres systèmes planétaires.
Le Saint Graal des études d’objets interstellaires serait d’obtenir un échantillon physique d’un objet provenant de l’extérieur du système solaire – un objectif aussi audacieux que scientifiquement révolutionnaire. Nous étudions actuellement si une mission au fond de l’océan Pacifique au large de l’île de Manus, dans l’espoir de trouver des fragments du météore de 2014, pourrait être fructueuse ou même possible. Tout météore interstellaire suffisamment grand découvert dans le futur devrait également produire une pluie de débris, que nous pourrions potentiellement traquer et analyser. Il y a, bien sûr, une autre approche pour obtenir des échantillons, qu’en tant que directeur des études d’objets interstellaires pour le projet Galileo, je suis ravi de poursuivre également : un rendez-vous de vaisseau spatial. En collaboration avec Alan Stern, le chercheur principal de la mission New Horizons de la NASA, nous avons maintenant reçu un financement pour développer un concept de mission spatiale vers un futur objet interstellaire.
Comme des coquillages exotiques, ces messagers des étoiles s’échouent sur notre plage planétaire depuis des milliards d’années, chacun portant des secrets de leurs – et de nos – origines cosmiques. Maintenant, enfin, nous commençons à combiner le rivage.
.