MacroCosmos mai-juin 2023

17 MAI-JUIN 2023 ASTRO PUBLISHING terstellaire, qui se transformeront en cailloux de la taille du centimètre, à partir desquels les planètes se for- meront dans les disques » , a déclaré Melissa McClure, astronome de l’Ob- servatoire de Leiden, Pays-Bas, qui est le chercheur principal du programme d’observation et l’auteur principal de l’article décrivant les résultats. « Ces observations ouvrent une nouvelle fenêtre sur les voies de formation des molécules simples et complexes né- cessaires pour construire les éléments constitutifs de la vie. » En plus des molécules identifiées, l’équipe a trouvé des preuves de la présence de molécules plus complexes que le méthanol, et bien qu’elles ait pas définitivement attribué ces si- gnaux à des molécules spécifiques, cela montre pour la première fois que des molécules complexes se for- ment dans les profondeurs glaciales des nuages moléculaires avant la naissance des étoiles. « Notre identi- fication de molécules organiques complexes, telles que le méthanol et potentiellement l’éthanol, suggère également que les nombreux sys- tèmes stellaires et planétaires se dé- veloppant dans ce nuage particulier hériteront de molécules dans un état chimique assez avancé » , a ajouté Will Rocha, astronome de l’Observa- toire de Leiden, qui a contribué à la découverte. « Cela pourrait signifier que la présence de précurseurs de molécules prébiotiques dans les sys- tèmes planétaires est un résultat cou- rant de la formation stellaire, plutôt qu’une caractéristique unique de notre système solaire. » En détectant du sulfure de carbonyle dans de la glace contenant du sou- fre, les chercheurs ont pu estimer pour la première fois la quantité de soufre incorporée dans les grains de poussière pré-stellaires congelés. Bien que la quantité mesurée soit su- périeure à celle précédemment ob- servée, elle est toujours inférieure à la quantité totale qui devrait être présente dans ce nuage, en fonction de sa densité. Ceci s’applique égale- ment aux autres éléments CHONS. Un défi majeur pour les astronomes est de déterminer où ces éléments s e cachent : dans la glace, dans des matériaux ressemblant à de la suie ou dans des roches. La quantité de CHONS dans chaque type de matériel détermine combien de ces éléments se retrouvent dans les atmosphères des exoplanètes et combien dans leurs intérieurs. « Le fait que nous n’ayons pas vu tous les CHONS que nous attendions pourrait indiquer qu’ils sont enfermés dans des maté- riaux plus rocheux ou fuligineux que nous ne pouvons pas mesurer » , a ex- pliqué McClure. « Cela permettrait une plus grande diversité dans la composition des planètes terrestres. » La caractérisation chimique des glaces a été réalisée, en étudiant comment la lumière des étoiles, au- delà du nuage moléculaire était ab- sorbée par les molécules de glace, dans le nuage, à des longueurs d’onde infrarouges spécifiques visi- bles par Webb. Ce processus laisse des empreintes chimiques, appelées raies d’absorption, qui peuvent être comparées aux données de labora- toire pour identifier les glaces pré- sentes dans le nuage moléculaire. Dans cette étude, l’équipe a ciblé la glace enfouie dans une région parti- culièrement froide, dense et difficile à étudier du nuage moléculaire Cha- maeleon I, une région à environ 630 années-lumière de la Terre qui forme actuellement des dizaines de jeunes étoiles. « Nous n’aurions tout simple- ment pas pu observer ces glaces sans Webb » , a expliqué Klaus Pontoppi- dan, un scientifique du projet Webb au Space Telescope Science Institute de Baltimore, Maryland, qui a parti- cipé à cette recherche. « Les glaces apparaissent comme des creux sur un continuum de lumière stellaire en ar- rière-plan. Dans ces régions froides et denses, une grande partie de la lu- mière de l’étoile d’arrière-plan est bloquée, et l’extraordinaire sensibi- lité de Webb était nécessaire pour détecter la lumière des étoiles, et ainsi identifier les glaces dans le nuage moléculaire. » Cette recherche fait partie du projet Ice Age, l’un des 13 programmes scientifiques de Webb. Ces observa- tions sont conçues pour mettre en valeur les compétences d’observation de Webb et pour permettre à la com- munauté astronomique d’apprendre à tirer le meilleur parti de ses instru- ments. L’équipe Ice Age a déjà prévu d’autres observations et espère retra- cer le parcours de la glace depuis sa formation jusqu’à l’assemblage de comètes glacées. « Ce n’est que le premier d’une série d’instantanés spectraux que nous obtiendrons, pour voir comment les glaces évo- luent de leur synthèse initiale aux ré- gions de formation de comètes dans les disques protoplanétaires » , a conclu McClure. « Cela nous dira quel mélange de glaces, et donc quels élé- ments, peuvent éventuellement être livrés aux surfaces des exoplanètes terrestres ou incorporés dans les at- mosphères des géantes gazeuses ou des planètes de glace. » C ette image de la caméra proche infrarouge de Webb (NIRCam) montre la ré- gion centrale du nuage moléculaire sombre Chamaeleon I, qui se trouve à 630 années-lumière. Un matériel nuageux froid et fin (bleu, au centre) est éclairé dans l’infrarouge par la lueur sortante de la jeune protoétoile Ced 110 IRS 4 (orange, en haut à gauche). La lumière de nombreuses étoiles d’arrière-plan, vues comme des points orange derrière le nuage, peut être utilisée pour détecter les glaces dans le nuage, qui absorbent la lumière des étoiles qui les traverse. [Image: NASA, ESA, CSA. Science: Fengwu Sun (Steward Observatory), Zak Smith (The Open University), IceAge ERS Team. Image processing: M. Zamani (ESA/Webb)] !