En utilisant le télescope spatial James Webb (JWST), les astronomes de l'Université Johns Hopkins (JHU) et ailleurs ont détecté de la glace d'eau dans un disque de débris autour de HD 181327 – une jeune star située à moins de 160 années-lumière de la terre. Le résultat a été signalé dans un article publié le 14 mai dans la revue Nature.
Les disques de débris sont des collections de petits corps autour des étoiles, notamment des astéroïdes, des objets de ceinture Kuiper, des comètes et également de la poussière de débris de taille micron. Les observations des disques de débris pourraient nous aider à mieux comprendre l'évolution des systèmes planétaires, la composition de la poussière, des comètes et des planétésimaux en dehors de notre système solaire.
Étant donné que l'eau joue un rôle clé dans la formation de planètes et de corps mineurs, les astronomes recherchent également sa présence sur les disques de débris. Cependant, bien que la glace d'eau ait été couramment détectée dans les objets de ceinture Kuiper et les comètes dans le système solaire, aucune preuve définitive de glace d'eau dans les disques de débris extrasolaires n'a été trouvée à ce jour.
Maintenant, une étude récente menée par une équipe d'astronomes dirigée par Chen Xie de Jhu affirme la découverte de la glace d'eau dans un disque de débris de HD 181327 – une étoile de type F6 à une distance d'environ 155,5 années-lumière. La détection a été faite en utilisant le spectrographe proche infrarouge de JWST (NIRSPEC).
« Ici, nous rapportons la découverte de la glace d'eau sur le disque HD 181327 à l'aide du téléscope spatial James Webb Proreshing Spectrograph », écrivent les chercheurs dans l'article.
Le disque de HD 181327 est à une distance d'environ 84 UA et sa largeur est d'environ 25 au. Les observations antérieures de ce disque ont identifié la présence de planètes riches volatiles similaires aux comètes et aux objets de ceinture Kuiper. Ceci, avec l'âge relativement jeune de la star de 18,5 millions d'années, fait du disque un jeune analogique de la ceinture de Kuiper et donc un excellent endroit pour rechercher de la glace d'eau.
L'équipe de Xie rapporte que le spectre de réflectance du disque de HD 181327 à 90–105 UA de celui-ci a une large trempette en forme de bol entre 2,7 et 3,4 µm. Cela est cohérent avec la caractéristique de 3 µm de la glace d'eau. De plus, ils ont détecté un pic étroit et fort à 3,1 µm dans le spectre du disque et son spectre de réflectance et ils l'attribuent au pic de Fresnel de la glace d'eau, comme observé dans les spectres des anneaux de Saturne et des objets de ceinture Kuiper.
« La présence du pic de Fresnel indique une lentille réfractive par la forme cristalline de grandes particules de glace d'eau (c'est-à-dire> 1 mm) », explique les astronomes.
Par conséquent, sur la base des nouvelles découvertes, les scientifiques concluent que le disque de débris de HD 181327 abrite un réservoir de glace d'eau, riche en matériaux trouvés dans des corps glacés dans les parties extérieures du système solaire.
La fraction de masse de la glace d'eau à la partie extérieure du disque autour de HD 181327 a été mesurée pour atteindre 13,9% et le disque s'est avéré dynamique, avec des particules glaciques de la taille d'un micron étant créées et détruites en continu.
En plus de la détection de la glace d'eau, l'étude a également trouvé la présence de sulfure de fer et d'olivine dans le disque étudié. Les auteurs de l'article ont expliqué que le sulfure de fer a été trouvé dans des échantillons de micrométéorite et de comète, tandis que l'olivine est une espèce de poussière réfractaire très courante dans les disques protoplanétaires, les disques de débris, ainsi que dans les comètes et les astéroïdes.
