La plus grande molécule jamais trouvée dans un disque de formation de planètes – Sky & Telescope

Cette image présente une impression artistique du disque de formation de planète autour de l’étoile Oph IRS 48. La partie sud du disque contient un piège à poussière en forme de noix de cajou, dans lequel des grains de poussière de taille millimétrique se réunissent en objets plus grands tels que des comètes, des astéroïdes , et potentiellement des planètes. Le premier encart montre des données réelles : émission de la molécule organique complexe diméthyl éther détectée par le réseau ALMA au Chili. L’émission correspond clairement au piège à poussière. Un modèle de la molécule est également montré dans ce composite.
ESO / L. Calçada / ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) / A. Pohl / van der Marel et al. /Brunken et al.

Les astronomes ont détecté pour la première fois des molécules autour et entre les étoiles dans les années 1930. Aujourd’hui, le nombre de molécules interstellaires – les germes chimiques de la vie – dépasse largement les 200, et les découvertes récentes sont d’une complexité croissante. Mais on ne sait toujours pas si et comment des molécules complexes migrent de l’espace entre les étoiles vers des disques formant des planètes et finalement vers les planètes elles-mêmes.

La partie délicate est que les astronomes détectent ces molécules sous forme de gaz, car elles absorbent la lumière. Cela rend les détections difficiles dans les disques de formation de planètes, où la plupart des molécules existent sous forme de glaces glommées sur des grains de poussière. Mais une nouvelle étude, publiée dans Astronomie & Astrophysiquea fait exactement cela.

Nashanty Brunken (Observatoire de Leiden, Pays-Bas) et ses collègues rapportent la première détection d’éther diméthylique (CH3LCO3) dans un disque protoplanétaire, l’une des molécules les plus complexes trouvées à ce jour dans un environnement de formation de planètes. Ils signalent également une tentative de détection de formiate de méthyle (CH3OCHO).

Molécules dans le disque protoplanétaire autour d'Oph IRS 48
Ces images de l’Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) montrent où diverses molécules de gaz ont été trouvées dans le disque autour d’Oph IRS 48. Certains gaz moléculaires, tels que le monoxyde de carbone (CO ; violet), se trouvent dans tout le disque, mais plus molécules complexes, comme le formaldéhyde (H2CHO; orange), méthanol (CH3OH; vert) et de l’éther diméthylique (CH3LCO3; bleu), ne se trouvent que dans une région correspondant au collecteur de poussière du système.
ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) / A. Pohl, van der Marel et al. /Brunken et al.

“C’est vraiment excitant de pouvoir enfin détecter ces molécules plus grosses dans des disques”, déclare Alice Booth, membre de l’équipe (également à l’Observatoire de Leiden). “Pendant un moment, nous avons pensé qu’il ne serait peut-être pas possible de les observer.”

La détection a été possible car les astronomes ont ciblé Oph IRS 48, une étoile située à 440 années-lumière dans la constellation d’Ophiuchus. Le disque protoplanétaire de cette étoile est célèbre dans les cercles astronomiques pour son piège à poussière : des observations antérieures ont montré que si le gaz occupe tout le disque, la poussière se concentre en forme de croissant distinct. On pense que ces pièges à poussière hébergent les premières étapes de la formation des planètes, car ils favorisent l’enchevêtrement des grains de poussière.

Les chercheurs pensent que, lorsque la lumière des étoiles brille sur le bord intérieur de ce piège à poussière, elle “libère” les molécules dans une phase gazeuse. L’équipe de Brunken a ensuite pu détecter les molécules à l’aide de l’Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) au Chili. Le fait que des molécules comme l’éther diméthylique existent dans le disque suggère que d’autres molécules organiques complexes pourraient également y résider.

Des molécules organiques à la vie

L’éther diméthylique, utilisé sur Terre comme réfrigérant et source potentielle de carburant, ne sonne pas terriblement biologique, n’est-ce pas? De même, le formiate de méthyle est parfois utilisé comme insecticide, entre autres utilisations. Néanmoins, dans la nature sauvage de l’espace, ces molécules contenant du carbone et de l’hydrogène sont des précurseurs de molécules prébiotiquesles sucres, acides aminés et autres molécules beaucoup plus complexes qui forment les éléments constitutifs de la vie.

Les astronomes avaient déjà détecté de l’éther diméthylique dans l’espace interstellaire. Mais le fait que l’équipe l’ait trouvé dans le disque d’Oph IRS 48 – et avec la même abondance que dans l’espace interstellaire – soutient l’idée que des molécules organiques complexes créées dans de vastes nuages ​​froids de poussière et de gaz sont finalement entraînées dans la formation de systèmes planétaires.

Karin Öberg (Harvard), qui n’a pas participé à l’étude, déclare : « Je pense que le scénario qu’ils présentent est le plus plausible.

Emplacement d'Oph IRS 48 dans le ciel
Trouvez l’étoile à l’aide de ce tableau indiquant l’emplacement d’Oph IRS 48 (cercle rouge) dans la constellation d’Ophiuchus, le Serpent Bearer. La plupart des étoiles visibles à l’œil nu dans un ciel sombre sont marquées.
ESO / IAU et Ciel & Télescope

Avec des observations supplémentaires, les astronomes pourront éventuellement suivre le parcours complet des molécules, de leur formation aux disques et aux corps planétaires formant des planètes, faisant la lumière sur la chimie qui a conduit à la vie dans le système solaire.

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