Découverte en 2025, 3I/ATLAS est le troisième objet interstellaire identifié traversant notre Système solaire, après 1I/‘Oumuamua et 2I/Borisov. Son orbite hyperbolique démontrait déjà qu’elle provenait de l’espace interstellaire et, selon les nouvelles données, très probablement d’un système stellaire situé aux confins de notre Galaxie.
Lorsque 3I/ATLAS est passée au plus près du Soleil, le 29 octobre 2025, la chaleur a provoqué la sublimation de ses glaces, libérant des gaz. Les astronomes ont ainsi utilisé le spectrographe NIRSpec du James Webb pour étudier sa coma dans l’infrarouge, tandis que les observations complémentaires d’ALMA aux longueurs d’onde millimétriques ont permis de caractériser plusieurs molécules volatiles et de consolider les mesures isotopiques à l’origine des conclusions sur son histoire et son environnement de formation.
Les résultats sont spectaculaires : si les ingrédients de cette comète sont les mêmes que ceux des comètes "ordinaires" de notre Système solaire, sans nouvelles molécules, ce sont leurs rapports d’abondance qui diffèrent. Et surtout les rapports isotopiques.
Une signature chimique unique : deutérium et carbone 13
Les différentes mesures réalisées ont révélé :
- Des concentrations exceptionnellement élevées de deutérium, environ 30 fois supérieures à celles observées dans les comètes du Système solaire. Ce résultat suggère que 3I/ATLAS s’est formée dans un système extrêmement froid, où la matière a été exposée à des rayonnements intenses, mais pas à une chaleur prolongée. Sans cette chaleur, la glace d’"eau lourde" (HDO, contenant du deutérium) n’a pas pu être transformée en glace d’eau (H₂O) telle que nous la connaissons sur Terre.
- Seulement des traces de carbone 13 par rapport au carbone 12, plus léger. Ce déséquilibre isotopique est un marqueur clé d’une origine très ancienne : les systèmes stellaires s’enrichissent en carbone 13 au fil du temps, à mesure que des générations d’étoiles naissent et meurent dans la galaxie. Or, notre Système solaire, formé il y a 4,5 milliards d’années, présente des niveaux de carbone 13 bien plus élevés. Cela confirme que 3I/ATLAS provient d’un système bien plus ancien, où la Voie lactée était encore chimiquement peu enrichie.
Un voyage de 10 à 12 milliards d’années
L’ensemble des mesures isotopiques conduit les chercheurs à estimer que 3I/ATLAS se serait formée il y a 10 à 12 milliards d’années, pendant le "midi cosmique" de l’Univers, une période de son histoire durant laquelle la formation d’étoiles a atteint son maximum. À cette époque, son système d’origine, encore jeune, était probablement niché au sein d’un nuage froid et dense. L’abondance d’eau lourde (HDO) montre que la comète a passé ses premières années dans un état de congélation profonde, préservant ainsi sa composition chimique primitive.
Véritable fossile cosmique
Après avoir été éjectée de son système natal, la comète aurait voyagé pendant des milliards d’années à travers l’espace interstellaire avant de croiser la route du Soleil.
La découverte de sa composition soulève des questions fondamentales sur la rareté ou la banalité des conditions propices à l’émergence de la vie dans notre Galaxie. En effet, les comètes comme 3I/ATLAS sont considérées comme des capsules temporelles : elles transportent des matériaux intacts depuis leur formation, offrant ainsi un témoignage direct des processus chimiques à l’œuvre dans les systèmes stellaires lointains de cette époque reculée, plusieurs milliards d’années avant la naissance du Soleil et des planètes du Système solaire.
Contributions de l’Observatoire de Paris - PSL
L’étude publiée dans Nature associe une large collaboration internationale comprenant trois chercheurs de l’Observatoire de Paris - PSL au Laboratoire d’instrumentation et de recherche en astrophysique :
- Nicolas Biver, chercheur CNRS
- Dominique Bockelee-Morvan, chercheuse CNRS
- Jacques Crovisier, astronome de l’Observatoire de Paris - PSL
Pour en savoir plus
L’article "Quand l’instrument MAJIS, à bord de la mission JUICE, croise la route du voyageur interstellaire 3I/ATLAS"