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Les vagabonds interstellaires sont des roches et des blocs de glace qui se sont échappés de leur système planétaire d'origine et qui traversent désormais la Galaxie. Le premier invité de ce genre, Oumuamua, a filé près du Soleil en 2017, suivi par la comète Borisov et l'objet ATLAS. D'où viennent-ils ? Le plus souvent, ils sont éjectés par la gravité des planètes géantes — comme une pierre lancée par une fronde qu'on aurait fait tourner trop vite.

Les auteurs de l'étude ont abordé un problème simplifié : une étoile, une planète massive et un petit corps. Ils ont dérivé des formules qui relient l'orbite du corps avant et après sa rencontre avec la planète. Le résultat principal : pour s'échapper, l'orbite doit être allongée — avec une excentricité d'au moins 0.4. Cela signifie que le corps s'approche parfois très près de l'étoile, puis s'en éloigne beaucoup. Lorsqu'il passe près d'une planète géante, celle-ci peut lui communiquer une vitesse suffisante pour quitter définitivement le système.

Les formules ont été vérifiées par des calculs numériques : elles prédisent bien le comportement des corps, même si des simulations sont nécessaires pour des détails précis. Ensuite, la méthode a été appliquée au Système solaire, au système de Beta Pictoris et à HR 8799. Il s'avère que dans chacun d'eux, il existe des zones d'où les corps sont éjectés particulièrement facilement. C'est comme trouver sur une fronde le point où la pierre part avec une vitesse maximale.

Désormais, les astronomes peuvent évaluer plus rapidement quels systèmes planétaires fournissent des objets interstellaires. Le prochain invité d'un autre système stellaire ne nous prendra pas au dépourvu — nous saurons d'où il vient.