L'étoile de Scholz : quand une naine rouge a frôlé le Soleil il y a 70 000 ans

Une découverte née d'une anomalie de mouvement

Une naine repérée dans les données infrarouges de WISE

WISE 0720-0846 a été repérée en 2013 par Ralf-Dieter Scholz, qui l'a identifiée dans les données du satellite infrarouge WISE (wide-field Infrared Survey Explorer) comme une naine tardive candidate à faible distance du Soleil. Le système avait échappé aux relevés précédents en raison de sa faible latitude galactique et de son mouvement propre modeste pour une étoile aussi proche. Des observations complémentaires, notamment celles d'Adam Burgasser et de ses collaborateurs publiées en 2015, ont confirmé sa nature binaire : une naine rouge de type spectral M9,5 et une naine brune de type T5, séparées d'environ 0,8 unité astronomique, avec une période orbitale de deux à quatre ans.

Une vitesse qui intrigue Eric Mamajek

C'est cette lenteur du mouvement apparent, combinée à une vitesse radiale élevée et dirigée vers l'extérieur, qui a intrigué Eric Mamajek. Deux hypothèses s'offraient à l'équipe : soit l'étoile se dirigeait vers un futur passage proche du Système solaire, soit elle venait tout juste de nous quitter après un passage antérieur. Les mesures de vitesse radiale ont tranché en faveur de la seconde option : le système s'éloigne du Soleil, ce qui a permis de reconstituer sa trajectoire passée.

Un passage à moins d'une année-lumière du Soleil

Une trajectoire reconstituée par simulation

Dans leur étude publiée en 2015 dans The Astrophysical Journal Letters, Mamajek et ses collaborateurs ont intégré l'orbite galactique du système binaire (environ 0,15 masse solaire au total) et celle du Soleil. Résultat : il y a 70 000 ans, avec une marge d'incertitude de plus ou moins 15 000 ans, l'étoile de Scholz serait passée à 52 000 unités astronomiques du Soleil, soit environ 0,25 parsec ou 0,8 année-lumière. Sur 10 000 simulations de trajectoire tenant compte des incertitudes de mesure, 98 % faisaient passer le système à l'intérieur du nuage d'Oort externe.

Une rencontre dynamiquement faible

À son point le plus proche, le duo aurait affiché une magnitude apparente d'environ 11,4, trop faible pour être perçue à l'œil nu, mais suffisante pour être détectée par des instruments modernes. Les auteurs soulignent toutefois que, du fait de sa faible masse et de sa vitesse relative élevée, la rencontre a été dynamiquement faible : elle n'a probablement pas déclenché de pluie de comètes massive vers le Système solaire interne.

Des estimations révisées avec les données Gaia

Vers une date légèrement plus ancienne

Les mesures de position et de vitesse se sont affinées depuis 2015, notamment grâce au satellite Gaia. Une réévaluation ultérieure de la trajectoire, s'appuyant sur des données astrométriques et un modèle du Système solaire mis à jour, a légèrement déplacé la date et la distance du passage : la médiane se situe désormais autour de 80 000 ans, pour une distance minimale de l'ordre de 0,33 parsec, soit environ 1,1 année-lumière. Ces révisions restent compatibles avec l'estimation initiale à l'intérieur des marges d'incertitude et confirment que le système a bien traversé les confins du nuage d'Oort.

Ce type de recalcul est courant en astrométrie : chaque nouvelle génération de données réduit les barres d'erreur sans remettre en cause la conclusion centrale. L'étoile de Scholz demeure, à ce jour, le survol stellaire le mieux contraint jamais mesuré, tant en distance qu'en vitesse.

Une trace dans les orbites des comètes ?

Une étude sur 340 orbites hyperboliques

En 2018, les astronomes espagnols Carlos et Raúl de la Fuente Marcos, avec le chercheur Sverre Aarseth, ont examiné les orbites hyperboliques de près de 340 petits corps du Système solaire, c'est-à-dire des objets suivant des trajectoires si ouvertes qu'ils quitteront définitivement le voisinage solaire. En intégrant ces orbites vers le passé sur 100 000 ans, l'équipe a identifié des concentrations de points de radiant dans le ciel compatibles avec une perturbation gravitationnelle causée par le passage de l'étoile de Scholz.

Un effet réel, mais sans conséquence immédiate

Cette étude, publiée dans Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters, suggère que l'impact du survol aurait été plus marqué qu'initialement estimé. Les comètes ainsi perturbées depuis le nuage d'Oort mettraient toutefois environ deux millions d'années à atteindre le Système solaire interne, ce qui exclut tout lien avec des événements géologiques ou climatiques récents sur Terre.

Tableau : caractéristiques du système et de la rencontre stellaire

Un phénomène rare mais pas exceptionnel

Une fréquence estimée par les modèles galactiques

Un survol stellaire aussi proche du nuage d'Oort n'a rien d'unique à l'échelle cosmique. Les modèles indiquent qu'une étoile traverse le nuage d'Oort en moyenne tous les 100 000 ans environ, tandis qu'une approche aussi rapprochée que celle de l'étoile de Scholz (52 000 unités astronomiques ou moins) ne se produirait qu'environ tous les neuf millions d'années. Ces événements font partie de la dynamique normale du voisinage solaire au sein de la Voie lactée.

Une précision de trajectoire inédite

Un précédent bien documenté existait déjà avant Scholz : l'idée que des passages stellaires puissent perturber le nuage d'Oort remonte aux travaux de Jan Oort lui-même sur la structure du nuage qui porte son nom. Ce qui distingue l'étoile de Scholz, c'est la précision inédite avec laquelle sa trajectoire passée a pu être reconstituée, grâce à des mesures de vitesse radiale et transversale exceptionnellement bien contraintes pour une étoile aussi peu lumineuse.