La comète 3I/ATLAS serait plus vieille que le Soleil : son eau lourde lui donne 10 à 12 milliards d’années

On croyait tenir un simple caillou de glace de passage. Sauf que sa carte d’identité chimique, lue par le télescope spatial James Webb, en fait peut-être l’objet le plus ancien jamais observé chez nous. Selon les mesures publiées le 22 juin dans la revue Nature, la comète interstellaire 3I/ATLAS contient environ trente fois plus de deutérium, cet hydrogène lourd qui sert d’horloge cosmique, que les comètes de notre système solaire. De ce seul rapport, l’équipe déduit un âge de formation compris entre 10 et 12 milliards d’années, soit deux à trois fois l’âge du Soleil. Voilà pourquoi cette mesure compte : sans jamais toucher l’objet, on date sa naissance.

Le deutérium, une horloge qu’on ne remonte pas

Pour dater un objet sans l’approcher, les astronomes lisent sa chimie comme un test ADN. Le marqueur central s’appelle le deutérium, une version lourde de l’hydrogène dont le noyau porte un neutron de plus. Dans l’eau d’une comète, sa proportion garde la mémoire du froid et de l’époque où la glace s’est formée.

L’instrument NIRSpec de Webb, son spectrographe proche infrarouge, a relevé sur 3I/ATLAS un taux de deutérium près de trente fois supérieur à celui mesuré dans les comètes nées autour du Soleil. Un tel excès ne s’obtient que dans un milieu extrêmement froid, comme l’explique le communiqué de la NASA. Cette eau lourde n’a jamais été réchauffée assez longtemps pour se transformer en glace ordinaire.

C’est cette stabilité qui en fait une horloge fiable : une fois la signature inscrite dans la glace, plus rien ne l’efface tant que l’objet reste gelé. Le rapport mesuré aujourd’hui est donc celui du jour de sa naissance.

Pourquoi cela la rend plus vieille que notre étoile

Le deutérium n’est pas le seul indice. Webb a aussi trouvé très peu de carbone 13 par rapport au carbone 12, autre forme lourde d’un atome. Or les générations d’étoiles enrichissent peu à peu la galaxie en carbone 13 en naissant et en mourant.

Un objet pauvre en carbone 13 s’est donc formé tôt, avant que cet enrichissement ne s’accumule. En recoupant ces deux signatures, eau lourde abondante et carbone lourd rare, l’équipe situe la formation de 3I/ATLAS il y a 10 à 12 milliards d’années, pendant ce que les astronomes appellent le midi cosmique, le pic de fabrication d’étoiles dans l’Univers. Notre Soleil, lui, n’est apparu qu’il y a 4,5 milliards d’années.

L’écart vertige un peu quand on le pose côte à côte : cette comète aurait traversé l’espace pendant des milliards d’années avant même que notre étoile ne s’allume. Le graphe ci-dessus met en regard ces deux lectures, l’excès d’eau lourde d’un côté, l’âge qui en découle de l’autre.

Un visiteur rare qui interroge notre singularité

3I/ATLAS n’est que le troisième objet interstellaire jamais confirmé, après ‘Oumuamua en 2017 et la comète Borisov en 2019. Chacun arrive d’un autre système stellaire, traverse le nôtre une fois, puis repart pour toujours dans l’obscurité.

Ces passages sont devenus une petite course scientifique : on dispose de quelques semaines, parfois de quelques jours, pour capter la lumière d’un fossile venu d’ailleurs. L’enjeu dépasse la curiosité. Si la chimie de 3I/ATLAS diffère autant de la nôtre, cela renseigne sur la fréquence des ingrédients de la vie ailleurs dans la galaxie, et sur le caractère plus ou moins banal de notre propre système.

Pour mémoire, ce même objet avait déjà livré une autre surprise au printemps : nous avions raconté le méthane détecté par Webb, première empreinte de ce gaz sur un visiteur venu d’ailleurs. La datation par l’eau lourde en est la suite logique : après le quoi, le quand.

La comète est déjà repartie. Mais son relevé, lui, restera. Et il pose une question qui n’a rien de théorique : si un caillou plus vieux que notre Soleil peut nous traverser presque par hasard, combien d’autres mémoires du jeune Univers filent ainsi entre les étoiles, sans que personne ne les voie passer ?

Questions courantes

Pourquoi dit-on que 3I/ATLAS est plus vieille que le Soleil ?
Sa composition, mesurée par Webb, indique une formation il y a 10 à 12 milliards d’années, contre 4,5 milliards pour le Soleil. L’eau lourde et le carbone lourd rare pointent vers une origine très ancienne.

Qu’est-ce que le deutérium et pourquoi sert-il d’horloge ?
C’est une forme lourde de l’hydrogène. Sa proportion dans l’eau d’une comète se fige à la formation et garde la mémoire du froid de l’époque. Plus elle est élevée, plus le milieu d’origine était froid et ancien.

Comment date-t-on une comète sans la toucher ?
En analysant sa lumière. Le spectrographe NIRSpec de Webb décompose le rayonnement de la comète et mesure les proportions d’atomes lourds, qui trahissent l’âge et la température de son lieu de naissance.

3I/ATLAS présente-t-elle un danger pour la Terre ?
Non. Elle ne croise pas la trajectoire de la Terre et s’éloigne déjà du Soleil, en route vers l’espace interstellaire.

Combien d’objets interstellaires connaît-on ?
Trois confirmés à ce jour : ‘Oumuamua (2017), la comète Borisov (2019) et 3I/ATLAS (2025).

Article créé en collaboration avec l’IA.