L’une des questions les plus intéressantes que nous pouvons poser est : « Comment la vie s’est-elle formée ? ». Pour y répondre, les scientifiques reviennent sur les éléments chimiques de base de la vie. Ce sont l’eau, les molécules organiques à base de carbone, les silicates et autres. Le télescope spatial James Webb a offert un aperçu des gaz, des particules de glace et de la poussière entourant une étoile nouveau-née et y a découvert des molécules organiques.
Les données de Webb devraient transformer notre compréhension de la chimie des étoiles nouvellement formées. En effet, le télescope peut détecter l’existence de molécules organiques autour de la protoétoile MIRI 15398-3359. Il se forme dans le nuage moléculaire Lupus 1 (également connu sous le nom de B228), à environ 500 années-lumière de nous. Le télescope a trouvé des caractéristiques d’absorption indiquant l’existence de glaces d’eau, de méthanol, d’ammoniac et de méthane. Il semble également y avoir des espèces d’éthanol et d’acétaldéhyde, en plus du monoxyde de carbone et de la vapeur d’eau. Ce sont toutes des molécules organiques complexes qui peuvent se combiner pour former les éléments constitutifs de la vie.
Utiliser d’autres molécules pour suivre l’activité stellaire
Puisqu’il s’agit d’une protoétoile nouveau-née, elle montre également une activité de jet. Webb a trouvé des lignes d’émission d’espèces de fer, de néon, de silicium et d’hydrogène gazeux. Celles-ci tracent toutes un jet bipolaire s’éloignant de la jeune étoile orageuse. MIRI 15398-3359, comme beaucoup d’autres, se nourrit encore de l’enveloppe du matériau qui l’a créé. Le nuage de gaz et de poussière qui a formé sa crèche est chimiquement actif.
Essentiellement, il s’agit de prendre des blocs de construction simples et de produire ces molécules organiques complexes. Ce sont des précurseurs des produits chimiques de la vie, qui existent bien avant que les conditions sur les mondes voisins ne se soient même formées. Ce n’est pas la première fois que les astronomes ont les matières premières pour les produits chimiques de la vie dans des pépinières stellaires. D’autres nuages de gaz et de poussière semblent également montrer ces produits chimiques complexes. Mais les données exquises de Webb montrent plus de détails sur ce qui se passe dans le cloud.
Former des molécules organiques
Une équipe de recherche de l’institut de recherche japonais RIKEN a analysé les données Webb de cette étoile nouvellement formée. Ils ont conclu que ces molécules organiques complexes se forment à la surface des grains de glace dans le nuage de gaz et de poussière. Au fur et à mesure que l’étoile réchauffe ces molécules, elles migrent loin de leurs maisons glacées et tourbillonnent dans le nuage.
“Nous voulons obtenir une preuve définitive de ces voies de formation”, a déclaré Yao-Lun Yang du RIKEN Star and Planet Formation Laboratory. “Et JWST offre la meilleure opportunité de le faire.”
Pour comprendre ce qui se passe sur l’étoile, Yang et l’équipe ont utilisé les données des observations de l’étoile faites par l’instrument à infrarouge moyen (MIRI) de Webb en 2022. Ce n’était pas la première fois que les télescopes regardaient MIRI 15398-3359. Des observations précédentes avaient trouvé certains de ces produits chimiques en phase gazeuse, bien après leur formation. Les observations MIRI ont creusé plus profondément dans le nuage pour identifier ces espèces dans leur phase glaciaire.
Un premier aperçu d’une petite star
Le processus de naissance des étoiles a longtemps été voilé par les nuages où ces produits chimiques existent. Des instruments spécialisés tels que MIRI regardent plus profondément dans les nuages. Il offre une vision de l’évolution chimique beaucoup plus tôt dans le processus de formation des étoiles. Les observations ont également permis aux astronomes d’établir un calendrier provisoire de l’existence des jets et des écoulements de cette petite étoile. Selon Yang, les éjections n’ont peut-être que 170 ans. C’est incroyablement tôt dans le processus. Mais cela donne aux astronomes une bonne idée de la rapidité avec laquelle une étoile nouveau-née devient active. L’observation de produits chimiques organiques complexes dans le nuage sous forme de gaz et de glace en dit également plus aux scientifiques sur l’évolution chimique qui se produit dans les crèches stellaires.
Au fur et à mesure que l’étoile progresse dans son évolution et que d’éventuelles planètes se forment dans le disque protoplanétaire autour de MIRI 15398-3359, Webb devrait pouvoir continuer à jeter un coup d’œil à l’intérieur de son lieu de naissance. Pour retracer la formation de la vie sur ces planètes, les scientifiques devront suivre l’évolution continue de ces molécules organiques complexes, des nuages de gaz à la surface planétaire. C’est une percée très prometteuse dans la compréhension du long chemin qui mène de la formation des étoiles à la vie. “Nous allons commencer à comprendre comment la chimie organique émerge”, a déclaré Yang. “Et nous découvrirons également les impacts durables sur les systèmes planétaires similaires à notre système solaire.”
Pour plus d’informations
Un télescope spatial sonde la chimie autour d’une étoile nouveau-née
CORINOS. I. Spectroscopie JWST/MIRI et imagerie d’un protostar de classe 0 IRAS 15398–3359
