La comète 3I/ATLAS, venue d'un autre système stellaire, pourrait avoir entre 10 et 12 milliards d'années. Si cette estimation se confirme, elle signifierait que cet objet s'est formé peu après la naissance de la Voie lactée, devenant ainsi un témoin privilégié des premiers moments de notre galaxie.
Repérée pour la première fois en 2025, cette comète se déplace à la vitesse remarquable de 58 kilomètres par seconde par rapport au Soleil. Cette vélocité, la plus élevée jamais mesurée pour un tel objet, trahit probablement une accélération due à de multiples rencontres gravitationnelles au fil de son long périple.
Observations de la comète 3I/ATLAS avec l'observatoire Gemini Sud.
Crédit: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/Shadow the Scientist. Traitement d'image: J. Miller & M. Rodriguez, T.A. Rector, M. Zamani Pour affiner son âge, les scientifiques ont utilisé le télescope spatial James Webb et son spectromètre infrarouge. L'analyse a mesuré les rapports entre le carbone-12 et le carbone-13, ainsi que l'enrichissement en deutérium de l'eau de la comète. Ces isotopes servent de marqueurs temporels, car leur abondance change avec l'histoire et l'évolution de la galaxie. Les données obtenues présentent une signature chimique particulière, très éloignée de celle habituellement observée dans notre environnement cosmique proche.
Les résultats montrent que 3I/ATLAS contient très peu de carbone-13 par rapport au carbone-12, un signe qu'elle s'est formée avant que cet isotope ne s'accumule dans le milieu interstellaire. En se fondant sur des modèles d'évolution galactique, cela correspond à une période reculée, de 10 à 12 milliards d'années, peu après le début de la formation d'étoiles dans la Voie lactée. L'enrichissement en deutérium corrobore cette ancienneté, indiquant un environnement froid et pauvre en éléments lourds.
Cette comète offre ainsi un aperçu des conditions qui régnaient lors de la genèse des premiers systèmes planétaires. Sa composition riche en carbone et en eau indique que les éléments nécessaires à la vie étaient présents très tôt dans l'Univers. 3I/ATLAS est un vestige, une capsule temporelle livrant des indices sur la chimie organique primitive.
Bien que son origine exacte reste difficile à retracer à cause des perturbations gravitationnelles, son grand âge pointe vers une naissance dans le disque épais de la Voie lactée. L'étoile qui l'a engendrée pourrait même avoir disparu depuis, faisant de cette comète une relique d'une ère révolue. Les recherches se poursuivent pour compléter son inventaire chimique et retracer son parcours.
3I/ATLAS voyageant devant un fond d'étoiles.
Crédit: ESA Les isotopes comme horloges cosmiques
Les isotopes sont des atomes d'un même élément qui diffèrent par leur nombre de neutrons. Par exemple, le carbone-12 a six protons et six neutrons, tandis que le carbone-13 en a sept. Cette légère différence influence leur comportement chimique et leur présence dans l'espace au fil du temps.
Dans la galaxie, certains isotopes comme le carbone-13 s'accumulent progressivement grâce à des processus stellaires. Les étoiles en fin de vie, notamment lors d'explosions appelées novae, produisent de grandes quantités de cet isotope. Une faible proportion de carbone-13 par rapport au carbone-12 signale donc que l'objet s'est formé avant que ces événements n'aient enrichi le milieu interstellaire.
Pour la comète 3I/ATLAS, le rapport carbone-12/carbone-13 exceptionnellement haut permet aux astronomes de dater sa formation. En comparant avec des modèles d'évolution galactique, ils estiment qu'elle est née il y a 10 à 12 milliards d'années, une période où le carbone-13 était encore rare.
Le deutérium, un isotope de l'hydrogène, fournit des informations complémentaires. Son enrichissement dans l'eau de la comète révèle des conditions de formation très froides, typiques des nuages interstellaires primitifs. Ensemble, ces marqueurs isotopiques aident à reconstituer l'histoire des objets et de leur environnement d'origine.