Détection de la plus grande molécule jamais découverte dans un disque où se forment des planètes
Selon une nouvelle étude, des chercheurs ont détecté pour la première fois la molécule organique diméthyléther (CH₃OCH₃) dans un disque de formation de planètes (disque protoplanétaire).
Image d’entête : du méthoxyméthane repéré dans le disque autour de l’étoile IRS 48. (ESO)
Le diméthyléther est couramment observé dans les nuages de formation d’étoiles, mais n’a jamais été trouvé dans les disques protoplanétaires, un disque rotatif de gaz, de poussière et de glace qui se développe autour d’une étoile fraîchement formée, d’où peuvent surgir des planètes. Avec neuf atomes, il s’agit de la plus grande molécule organique complexe (COM pour complex organic molecule) identifiée à ce jour dans un tel disque.
Les COM sont un élément constitutif des plus grandes molécules organiques, comme les acides aminés et les sucres, qui sont importantes pour l’émergence de la vie. Leur étude dans les disques de formation de planètes permet de mieux comprendre comment elles sont incorporées dans les planètes, y compris la nôtre.
Selon l’auteur principal de l’étude, Nashanty Brunken, étudiant en master à l’Observatoire de l’Université de Leyde, aux Pays-Bas :
Grâce à ces résultats, nous pouvons en apprendre davantage sur l’origine de la vie sur notre planète et donc avoir une meilleure idée du potentiel de vie dans d’autres systèmes planétaires. Il est très excitant de voir comment ces découvertes s’intègrent dans le contexte général.
Le diméthyléther a été découvert dans le disque entourant la jeune étoile IRS 48 (également connue sous le nom de Oph-IRS 48), à l’aide de l’Atacama Large Millimetre/submillimetre Array (ALMA) au Chili, le plus grand radiotélescope du monde.
Cette vue panoramique du plateau de Chajnantor, qui s’étend sur environ 180 degrés du nord (à gauche) au sud (à droite), montre les antennes du grand réseau millimétrique/submillimétrique d’Atacama (ALMA) réparties dans ce paysage surnaturel. (ESO)
A 444 années-lumière dans la constellation d’Ophiuchus, l’étoile a été étudiée parce que son disque contient une région asymétrique en forme de noix de cajou, appelée « piège à poussière ». Située dans la partie sud du disque, il s’agit d’une région où un grand nombre de particules de poussière de taille millimétrique s’agglutinent et se transforment en objets de taille kilométrique tels que des comètes, des astéroïdes et peut-être même des planètes. C’est également un réservoir de grains de poussière recouverts de glace riche en molécules organiques complexes.
Image annotée du piège à poussière, fabrique de comètes située autour de Oph-IRS 48- acquise par ALMA. (ESO)
Les COM sont piégées dans la glace, car elles se forment dans les environnements extrêmement froids des nuages de formation d’étoiles (avant la naissance des étoiles elles-mêmes), où des atomes et des molécules simples comme le monoxyde de carbone se collent aux particules de poussière. Là, ils forment une couche glacée dans laquelle subissent des réactions chimiques pour produire des molécules plus complexes.
Selon la coauteure, Alice Booth, chercheuse à l’université de Leyde :
C’est vraiment passionnant de détecter enfin ces plus grosses molécules dans les disques. Pendant un certain temps, nous avons pensé qu’il ne serait peut-être pas possible de les observer.
En effet, les molécules piégées ne deviennent détectables que lorsque le réchauffement de l’IRS 48 fait passer la glace de l’état solide à l’état gazeux, ce qui les libère.
Selon Booth :
Ce qui rend cela encore plus excitant, c’est que nous savons maintenant que ces molécules complexes plus grandes sont disponibles pour alimenter les planètes en formation dans le disque. Cela n’était pas connu auparavant, car dans la plupart des systèmes, ces molécules sont cachées dans la glace.
La découverte de l’éther diméthylique suggère que d’autres COM communément détectées dans les régions de formation d’étoiles peuvent également se cacher sans être détectées dans la glace des disques de formation de planètes.
SelonNienke van der Marel, professeur adjoint à l’Observatoire de Leyde :
Nous sommes incroyablement heureux de pouvoir commencer à suivre l’ensemble du parcours de ces molécules complexes, des nuages qui forment les étoiles, aux disques de formation de planètes et aux comètes. Avec de nouvelles observations, nous espérons pouvoir nous rapprocher de la compréhension de l’origine des molécules prébiotiques dans notre propre système solaire.
L’étude publiée dans la revue Astronomy & Astrophysics : A major asymmetric ice trap in a planet-forming disk et présentée sur le site de l’Observatoire Européen Austral : Des astronomes découvrent la plus grande molécule jamais découverte dans un disque de formation de planètes.
