Vue d'artiste d'un disque protoplanétaire autour d'une étoile de très faible masse. Il représente une sélection de molécules d'hydrocarbures (méthane, CH4 ; éthane, C2H6 ; éthylène, C2H2 ; diacétylène, C4H2 ; propyne, C3H4 ; benzène, C6H6) détectées dans le disque autour d'ISO-ChaI 147. Crédit : ALMA (ESO/NAOJ/ NRAO) /MPIA
Observations du Télescope spatial James Webb ont révélé une forte concentration d'hydrocarbures dans le disque protoplanétaire d'une jeune étoile de très faible masse.
Les observations du télescope spatial James Webb (JWST) ont révélé d’abondants hydrocarbures dans le disque protoplanétaire entourant une jeune étoile de très faible masse – des découvertes qui fournissent de nouvelles informations sur l’environnement chimique à partir duquel de nombreuses planètes telluriques, en particulier, sont nées.
Efficacité de la formation de planètes autour des VLMS
Les planètes se forment dans des disques de gaz et de poussière en orbite autour de jeunes étoiles. Les observations montrent que les planètes terrestres se forment plus efficacement que les planètes géantes gazeuses autour d’étoiles de très faible masse (VLMS), c’est-à-dire celles ayant moins de 0,3 masse solaire. Bien que les compositions chimiques des régions du disque interne autour des étoiles de masse plus élevée aient déjà été étudiées, très peu de régions du disque interne autour des VLMS ont été étudiées.
Le spectre révélé par l'instrument MIRI (Mid-InfraRed Instrument) de Webb montre la chimie des hydrocarbures la plus riche observée à ce jour dans un disque protoplanétaire, composé de 13 molécules carbonées jusqu'au benzène. Cela inclut la première détection extrasolaire d’éthane (C2H6), le plus gros hydrocarbure entièrement saturé détecté en dehors de notre système solaire. Puisque les hydrocarbures entièrement saturés devraient se former à partir de molécules plus basiques, leur détection ici donne aux chercheurs des indices sur l’environnement chimique. L’équipe a également réussi à détecter l’éthylène (C2H4), le propyne (C3H4) et le radical méthyle CH3, pour la première fois dans un disque protoplanétaire. Ce graphique met en évidence les détections d'éthane (C2H6), de méthane (CH4), de propyne (C3H4), de cyanoacétylène (HC3N) et du radical méthyle CH3. Crédit : NASA, ESA, CSA, R. Crawford (STScI)
La spectroscopie infrarouge moyen révèle la chimie des disques
À l'aide de l'instrument de spectroscopie infrarouge moyen du JWST, Aditya Arabhavi et ses collègues ont étudié la composition chimique du disque de formation de planètes autour d'ISO-ChaI 147, une jeune étoile de 0,11 masse solaire située dans la région de formation d'étoiles Chameleon I.
Implications d’un rapport carbone/oxygène élevé
Les chercheurs ont découvert que la région du disque interne entourant cette étoile possède une chimie riche en carbone comprenant 13 molécules carbonées, dont l'éthane et la benzine. Cette abondance de molécules d'hydrocarbures contraste fortement avec le manque observé de molécules porteuses d'oxygène, ce qui suggère que la région a un rapport carbone-oxygène supérieur à 1.
Selon l’équipe de recherche, ce rapport carbone/oxygène élevé indique un transport radial de matière à l’intérieur du disque, affectant probablement la composition globale de toutes les planètes se formant à l’intérieur du disque.
Pour en savoir plus sur cette découverte :
- Webb dévoile les secrets riches en carbone des disques protoplanétaires
- Webb découvre un mystérieux trésor de carbone autour de la jeune étoile
