Une grande question sur la formation de la Terre est de savoir d’où vient toute l’eau ? De nouvelles données du télescope spatial James Webb (JWST) montrent que des planètes nouvellement formées dans un système situé à 370 années-lumière sont entourées de vapeur d’eau sur leurs orbites. Bien que les astronomes aient déjà détecté de la vapeur d’eau dans des disques protoplanétaires, c’est la première fois que l’on voit où les planètes se forment.
« Nous avons vu de l’eau dans d’autres disques, mais pas si près dans et dans un système où les planètes sont en train de s’assembler. Nous ne pouvions pas effectuer ce type de mesure avant Webb », a déclaré Giulia Perotti de l’Institut Max Planck d’astronomie (MPIA) à Heidelberg, en Allemagne, responsable scientifique des observations.
Le système planétaire distant, nommé PDS 70, contient à la fois un disque intérieur et un disque extérieur de gaz et de poussière, séparés par un espace de 5 milliards de milles (8 milliards de kilomètres). Le MIRI (Mid-Infrared Instrument) de JWST a détecté la vapeur d’eau dans le disque interne du système, où les planètes rocheuses terrestres et sous-Neptune devraient se former.
La vapeur d’eau a été détectée à des distances inférieures à 100 millions de miles (160 millions de kilomètres) de l’étoile. La Terre orbite à 93 millions de miles (150 millions de km) de notre Soleil.
Bien que des planètes réelles n’aient pas encore été détectées dans cette région intérieure de PDS 70, les astronomes ont vu des preuves de protoplanètes, avec les matières premières pour la construction de mondes rocheux sous la forme de silicates. Les astronomes ont déclaré dans leur article, publié dans Nature, que la détection de la vapeur d’eau implique que si des planètes rocheuses s’y forment, elles auront de l’eau à leur disposition dès le début.
“Cette découverte est extrêmement excitante, car elle sonde la région où se forment généralement des planètes rocheuses similaires à la Terre”, a ajouté le directeur du MPIA, Thomas Henning, co-auteur de l’article. Henning est co-chercheur principal du MIRI (Mid-Infrared Instrument) de Webb, qui a effectué la détection, et le chercheur principal du programme MINDS (MIRI Mid-Infrared Disk Survey) qui a compilé les données.
Il y a deux planètes connues dans ce système, PDS 70b et PDS 70c, toutes deux de la taille de Jupiter. Ces géantes gazeuses sont situées dans l’espace entre les deux disques poussiéreux, et la planète c peut avoir une lune en orbite autour d’elle. Que d’autres planètes se soient déjà formées dans ce système est de bon augure pour la formation future d’autres mondes.
Mais la question demeure, d’où vient l’eau ? Les chercheurs ont déclaré qu’une possibilité est que des atomes d’hydrogène et d’oxygène se rencontrent dans la région, formant de l’eau. Une autre possibilité est que l’eau migre du disque externe froid vers le système interne.
PDS 70 est une étoile de type K, plus froide que notre Soleil, et dont l’âge est estimé à 5,4 millions d’années. C’est relativement ancien pour une étoile d’avoir encore des planètes en formation, car avec le temps, la teneur en gaz et en poussière des disques de formation de planètes diminue.
Les scientifiques ont déclaré que soit le rayonnement et les vents de l’étoile centrale expulsent ce matériau, soit la poussière se combine et se transforme en objets plus gros au fil du temps, qui finissent par former des planètes.
“Nous trouvons une quantité relativement élevée de petits grains de poussière”, a déclaré le co-auteur Rens Waters de l’Université Radboud aux Pays-Bas. “Combiné à notre détection de la vapeur d’eau, le disque interne est un endroit très excitant.”
Cette formation planétaire tardive rend également surprenante la découverte de la vapeur d’eau. L’équipe prévoit d’utiliser deux autres instruments de JWST, NIRCam (Near-Infrared Camera) et NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) pour étudier le système PDS 70 dans le but de mieux comprendre ce qui se passe dans le disque interne.
Sources:
NASA, ESA
Nature
