MacroCosmos septembre-octobre 2024

SEPTEMBRE-OCTOBRE 2024 C e graphique présente certains des résultats du MIRI Mid-INfrared Disk Survey (MINDS), qui vise à établir un pont entre l’inventaire chimique des disques et les propriétés des exoplanètes. Dans une nouvelle étude, une équipe d’astronomes a exploré la région autour d’une étoile de 0,11 masse solaire. Ils ont découvert que le gaz présent dans la région de l’étoile où se forme la planète est riche en carbone. Cela pourrait signifier que les éléments constitutifs des planètes pourraient être exempts de carbone, car tous les produits chimiques contenant du carbone se seraient évaporés et auraient été perdus dans le gaz environnant. En conséquence, toutes les planètes rocheuses qui se forment pourraient être pauvres en carbone. Le spectre révélé par MIRI montre la chimie des hydrocarbures la plus riche jamais observée dans un disque protoplanétaire, composé de 13 molécules contenant du carbone. Cela inclut la première détection extrasolaire d’éthane (C 2 H 6 ). L’équipe a également réussi à détecter l’éthylène (C 2 H 4 ), le propyne (C 3 H 4 ) et le radical mé- thyle CH 3 , pour la première fois dans un disque protoplanétaire. Ce graphique met en évidence les détections d’éthane (C 2 H 6 ), de méthane (CH 4 ), de pro- pyne (C 3 H 4 ), de cyanoacétylène (HC 3 N) et du radical méthyle CH 3 . [NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI)] rasimenko et C/2014 Q2 (Lovejoy) » , a ajouté Arabhavi. « Webb nous a permis de comprendre que ces molé- cules d’hydrocarbures sont non seu- lement diverses, mais aussi abon- dantes. C’est étonnant que nous puis- sions maintenant voir la danse de ces molécules dans les berceaux plané- taires. C’est un environnement de formation planétaire très différent de celui que nous connaissons habi- tuellement. » L’équipe affirme que ces découvertes ont d’importantes implications pour la chimie du disque interne et des planètes qui pour- raient s’y former. Puisque Webb a ré- vélé que le gaz contenu dans le disque est si riche en carbone, il est probable qu’il reste peu de carbone dans les matériaux solides à partir desquels les planètes se formeraient. En conséquence, des planètes pau- vres en carbone pourraient à terme s’y former. (La Terre elle-même est considérée comme pauvre en car- bone.) « Cela est profondément dif- férent de la composition que nous voyons dans les disques autour des étoiles de type solaire, où dominent les molécules contenant de l’oxygène telles que l’eau et le dioxyde de car- bone » , a ajouté Inga Kamp, membre de l’équipe et de l’Université de Gro- ningue. « Cet objectif établit qu’il s’agit d’une classe d’objets uniques. » « C’est incroyable que l’on puisse dé- tecter et quantifier la quantité de molécules que l’on connaît bien sur Terre, comme le benzène, dans un objet situé à plus de 600 années-lu- mière » , a ajouté Agnés Perrin, mem- bre du Centre national de la re- cherche scientifique en France. Dans un avenir proche, l’équipe prévoit d’élargir son étude à un échantillon plus large de ces disques autour d’étoiles de très faible masse afin de mieux comprendre à quel point ces régions de formation de planètes ter- restres riches en carbone sont com- munes ou exotiques. « L’élargisse- ment de notre étude nous permettra également de mieux comprendre comment ces molécules peuvent se former » , a expliqué Thomas Hen- ning, membre de l’équipe et cher- cheur principal du programme MINDS du Max-Planck-Institute for Astronomy en Allemagne. « Plusieurs caractéristiques des données de Webb ne sont toujours pas identi- fiées, donc davantage de spectrosco- pie est nécessaire pour interpréter pleinement nos observations. » Ce travail met également en évidence la nécessité cruciale pour les scienti- fiques de collaborer entre disciplines. L’équipe note que ces résultats et les données qui les accompagnent peu- vent contribuer à d’autres domaines, notamment la physique théorique, la chimie et l’astrochimie, pour inter- préter les spectres et étudier de nou- velles caractéristiques dans cette gamme de longueurs d’onde. !