eso2205fr-ch — Communiqué de presse scientifique

Des astronomes découvrent la plus grande molécule jamais découverte dans un disque de formation de planètes

8 mars 2022

En utilisant ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) au Chili, des chercheuses de l'Observatoire de Leiden aux Pays-Bas ont détecté pour la première fois du méthoxyméthane dans un disque de formation de planètes. Avec neuf atomes, il s'agit de la plus grande molécule identifiée à ce jour dans un tel disque. Il s'agit également d'un précurseur de plus grandes molécules organiques qui peuvent conduire à l'émergence de la vie.

 

« 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 intéressant de voir comment ces résultats s'intègrent dans le tableau d'ensemble », déclare Nashanty Brunken, étudiante en master à l'Observatoire de Leiden, qui fait partie de l'Université de Leiden, et auteure principale de l'étude publiée aujourd'hui dans Astronomy & Astrophysics.

Le méthoxyméthane est une molécule organique couramment observée dans les nuages de formation d'étoiles, mais n'avait encore jamais été trouvée dans un disque de formation de planètes. Les chercheurs ont aussi tenté de détecter le formiate de méthyle, une molécule complexe similaire à au méthoxyméthane, qui est aussi un élément constitutif de molécules organiques encore plus grandes.

"C'est vraiment passionnant de détecter enfin ces grosses molécules dans les disques. Nous avons pensé pendant un bon moment qu'il ne serait pas possible de les observer", explique la co-auteure Alice Booth, également chercheuse à l'Observatoire de Leiden.

Les molécules ont été découvertes dans le disque de formation de planètes autour de la jeune étoile IRS 48 (également connue sous le nom de Oph-IRS 48) grâce à ALMA, un observatoire dont l'Observatoire Européen Austral (ESO) est "copropriétaire". IRS 48, située à 444 années-lumière dans la constellation de l'Ophiuchus, a fait l'objet de nombreuses études car son disque contient un "piège à poussière" asymétrique en forme de noix de cajou. Cette région, qui s'est probablement formée à la suite de la naissance d'une planète ou d'une petite étoile compagnon située entre l'étoile et le piège à poussière, retient un grand nombre de grains de poussière de taille millimétrique qui peuvent s'assembler et se transformer en objets de taille kilométrique comme des comètes, des astéroïdes et peut-être même des planètes.

On pense que de nombreuses molécules organiques complexes, comme le méthoxyméthane apparaissent dans les nuages de formation d'étoiles, avant même la naissance des étoiles elles-mêmes. Dans ces environnements froids, les atomes et les molécules simples comme le monoxyde de carbone se collent aux grains de poussière, formant une couche de glace et subissant des réactions chimiques, qui donnent lieu à des molécules plus complexes. Les chercheurs ont récemment découvert que le piège à poussière du disque IRS 48 est également un réservoir de glace abritant des grains de poussière recouverts de cette glace riche en molécules complexes. C'est dans cette région du disque qu'ALMA a maintenant repéré des traces de la molécule de méthoxyméthane : lorsque la chaleur d’IRS 48 sublime la glace en gaz, les molécules piégées héritées des nuages froids sont libérées et deviennent détectables.

"Ce qui rend cette découverte encore plus enthousiasmante, c'est que nous savons maintenant que ces molécules complexes plus grandes sont disponibles pour alimenter les planètes en formation dans le disque", explique Alice Booth. "Cela n'était pas connu auparavant car dans la plupart des systèmes, ces molécules sont cachées dans la glace".

La découverte du méthoxyméthane suggère que de nombreuses autres molécules complexes couramment détectées dans les régions de formation d'étoiles peuvent également se cacher sur les structures glacées des disques de formation de planètes. Ces molécules sont les précurseurs de molécules prébiotiques telles que les acides aminés et les sucres, qui sont certaines des briques élémentaires de la vie.

En étudiant leur formation et leur évolution, les chercheurs peuvent donc mieux comprendre comment les molécules prébiotiques se retrouvent sur les planètes, dont la nôtre. "Nous sommes extrêmement heureux de pouvoir commencer à suivre le parcours complet de ces molécules complexes, depuis les nuages qui forment les étoiles jusqu'aux comètes, en passant par les disques de formation des planètes. Nous espérons qu'avec d'autres observations, nous pourrons nous rapprocher de la compréhension de l'origine des molécules prébiotiques dans notre propre système solaire", déclare Nienke van der Marel, chercheur à l'Observatoire de Leiden, qui a également participé à l'étude.

Les études futures d'IRS 48 avec l'ELT (Extremely Large Telescope) de l'ESO, actuellement en construction au Chili et dont l'exploitation devrait commencer dans le courant de la décennie, permettront à l'équipe d'étudier la chimie des régions très internes du disque, où des planètes comme la Terre pourraient se former.

Plus d'informations

 

Cette recherche est présentée dans un article intitulé "A major asymmetric ice trap in a planet-forming disk: III. First detection of dimethyl ether" (doi: 10.1051/0004-6361/202142981) publié dans  Astronomy and Astrophysics.

Cette publication a été publiée à l'occasion de la Journée internationale de la femme 2022 et présente des recherches menées par six chercheuses qui s'identifient comme des femmes.

L’équipe est composée de Nashanty G. C. Brunken (Leiden Observatory, Leiden University,  Pays Bas [Leiden]), Alice S. Booth (Leiden), Margot Leemker (Leiden), Pooneh Nazari (Leiden),  Nienke van der Marel (Leiden),  Ewine F. van Dishoeck (Leiden Observatory, Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, Garching, Allemagne).

L'Observatoire Européen Austral (ESO) permet aux scientifiques du monde entier de découvrir les secrets de l'Univers pour le bénéfice de tous. Nous concevons, construisons et exploitons des observatoires au sol de classe mondiale - que les astronomes utilisent pour s'attaquer à des questions passionnantes et transmettre la fascination de l'astronomie - et nous encourageons la collaboration internationale en astronomie. Créé en 1962 en tant qu'organisation intergouvernementale, l'ESO est aujourd'hui soutenu par 16 États membres (Allemagne, Autriche, Belgique, Danemark, Espagne, France, Finlande, Irlande, Italie, Pays-Bas, Pologne, Portugal, République tchèque, Royaume-Uni, Suède et Suisse), ainsi que par l'État hôte du Chili et l'Australie en tant que partenaire stratégique. Le siège de l'ESO ainsi que son centre d'accueil et son planétarium, l'ESO Supernova, sont situés près de Munich en Allemagne, tandis que le désert chilien d'Atacama, un endroit magnifique offrant des conditions uniques pour observer le ciel, accueille nos télescopes. L'ESO exploite trois sites d'observation : La Silla, Paranal et Chajnantor. À Paranal, l'ESO exploite le Very Large Telescope et son Very Large Telescope Interferometer, ainsi que deux télescopes de sondage, VISTA observant dans l'infrarouge et le VLT Survey Telescope observant dans la lumière visible. Toujours à Paranal, l'ESO accueillera et exploitera le Cherenkov Telescope Array South, l'observatoire de rayons gamma le plus grand et le plus sensible au monde. Avec ses partenaires internationaux, l'ESO exploite APEX et ALMA à Chajnantor, deux installations qui observent le ciel dans le domaine millimétrique et submillimétrique. Au Cerro Armazones, près de Paranal, nous construisons "le plus grand œil au monde tourné vers le ciel" - l'Extremely Large Telescope de l'ESO. Depuis nos bureaux de Santiago du Chili, nous soutenons nos opérations dans le pays et nous nous engageons auprès des partenaires et de la société chiliens.

Liens

 

Contacts

Nashanty Brunken
Leiden Observatory, Leiden University
Leiden, The Netherlands
Email: brunken@strw.leidenuniv.nl

Alice Booth
Leiden Observatory, Leiden University
Leiden, The Netherlands
Tel: +31 71 527 5737
Email: abooth@strw.leidenuniv.nl

Nienke van der Marel
Leiden Observatory, Leiden University
Leiden, The Netherlands
Tel: +31 71 527 5872
Email: nmarel@strw.leidenuniv.nl

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Mobile: +49 151 241 664 00
Email: press@eso.org

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Ce texte est une traduction du communiqué de presse de l'ESO eso2205.

A propos du communiqué de presse

Communiqué de presse N°:eso2205fr-ch
Nom:IRS 48, Oph-IRS 48
Type:Milky Way : Star : Circumstellar Material : Disk : Protoplanetary
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2022A&A...659A..29B

Images

Du méthoxyméthane repéré dans le disque autour de l'étoile IRS 48
Du méthoxyméthane repéré dans le disque autour de l'étoile IRS 48
Des molécules dans le disque autour de l'étoile IRS 48
Des molécules dans le disque autour de l'étoile IRS 48
Molécules dans le disque autour de l'étoile IRS 48 (composite)
Molécules dans le disque autour de l'étoile IRS 48 (composite)
Image acquise par ALMA de la fabrique de comètes autour de Oph-IRS 48
Image acquise par ALMA de la fabrique de comètes autour de Oph-IRS 48
Image de la fabrique de comètes autour de Oph-IRS 48 acquise par ALMA et le VLT
Image de la fabrique de comètes autour de Oph-IRS 48 acquise par ALMA et le VLT
Image annotée du piège à poussière - fabrique de comètes située autour de Oph-IRS 48- acquise par ALMA
Image annotée du piège à poussière - fabrique de comètes située autour de Oph-IRS 48- acquise par ALMA
Localisation du système Oph-IRS 48 dans la constellation d'Ophiuchus
Localisation du système Oph-IRS 48 dans la constellation d'Ophiuchus

Vidéos

La plus grande molécule jamais observée dans un disque de formation de planètes (ESOcast 253 Light)
La plus grande molécule jamais observée dans un disque de formation de planètes (ESOcast 253 Light)
Artist’s animation of the dust trap in IRS 48
Artist’s animation of the dust trap in IRS 48
Seulement en anglais
Simulation du piège à poussière
Simulation du piège à poussière