Selon des théories largement acceptées, le système solaire s'est formé il y a environ 4,6 milliards d'années à partir d'un nuage massif de poussière et de gaz (aka. Théorie nébulaire). Ce processus a commencé lorsque la nébuleuse a connu un effondrement gravitationnel au centre qui est devenu notre Soleil. La poussière et le gaz restants ont formé un disque protoplanétaire qui (au fil du temps) s'est accumulé pour former les planètes.
Cependant, les scientifiques ne savent pas encore quand les molécules organiques sont apparues pour la première fois dans notre système solaire. Heureusement, une nouvelle étude d'une équipe internationale d'astronomes pourrait être en mesure de répondre à cette question. À l'aide du réseau Atacama Large Millimeter-submillimeter Array (ALMA), l'équipe a détecté des molécules organiques complexes autour de la jeune étoile V883 Ori, ce qui pourrait un jour conduire à l'émergence de la vie dans ce système.
L'étude qui décrit leurs résultats a récemment été publiée dans la revue scientifique Astronomie de la nature. Comme ils l'indiquent dans leur étude, l'équipe a utilisé des données ALMA pour discerner la présence de molécules organiques complexes (COM) autour de V883 Ori - une jeune étoile située à environ 1300 années-lumière de la Terre entourée d'un disque protoplanétaire.
Ces observations ont été rendues possibles grâce à une augmentation soudaine de la luminosité de l'étoile, qui était due à un torrent d'éclatement de matière s'écoulant du disque vers l'étoile (ce qui est connu comme une explosion de type FU Orionis). Cette explosion a chauffé le disque protoplanétaire et a fait fondre les particules glacées, tout en repoussant considérablement la limite de la «ligne de givre» de l'étoile.
Une ligne de givre (alias «ligne de neige») est la région autour d'une étoile où les températures deviennent suffisamment basses pour que les éléments volatils (eau, dioxyde de carbone, méthane, ammoniac, etc.) se subliment pour former de la glace. Autour des jeunes étoiles normales, les rayons des lignes de givre sont d'environ quelques unités astronomiques (UA), mais peuvent s'agrandir d'un facteur de près de 10 autour des étoiles qui éclatent.
Lorsque le V883 Ori a connu son explosion, il a provoqué la sublimation des particules glacées dans le disque protoplanétaire du système et déclenché la libération des COM. Il s'agissait notamment de méthanol (CH3OH), l'acétone (CH3COCH3), acétaldéhyde (CH3CHO), formiate de méthyle (CH3OCHO) et l'acétonitrile (CH3CN) - molécules qui, comme avec d'autres COM, pourraient être liées à la formation de la vie dans les systèmes planétaires.
Comme Jeong-Eun Lee, astronome de l’école de recherche spatiale de l’Université Kyung Hee et auteur principal du document, l’a expliqué dans un communiqué de presse de l’ALMA:
«Il est difficile d'imaginer un disque à l'échelle de quelques UA avec des télescopes actuels. Cependant, autour d'une étoile explosive, la glace fond dans une zone plus large du disque et il est plus facile de voir la distribution des molécules. Nous nous intéressons à la distribution de molécules organiques complexes comme éléments constitutifs de la vie. »
La poussée de l'étoile, ainsi que les capacités d'imagerie sensible d'ALMA, ont également permis à l'équipe de recherche d'obtenir la distribution spatiale des COM observés. Sur la base de leur analyse, l'équipe a conclu que les molécules détectées avaient une structure en forme d'anneau avec un rayon d'environ 60 UA autour de V883 Ori.
Ce qui était particulièrement intéressant est le fait que la composition chimique du disque du V883 Ori est similaire à celle des comètes dans le système solaire moderne. Les comètes font l'objet d'une attention considérable de la part des chercheurs, car on pense qu'elles ont joué un rôle dans la propagation de l'eau et des molécules organiques au début du système solaire.
On pense que ces comètes se sont formées dans les confins extérieurs du système solaire (le nuage d'Oort moderne) où des molécules organiques étaient contenues dans la glace. Pour cette raison, la recherche sur les compositions chimiques des disques protoplanétaires est directement liée à la recherche sur la composition des comètes et les origines de la vie de la Terre.
Comme Yuri Aikawa, membre de l'équipe de recherche de l'Université de Tokyo, l'a expliqué:
«Comme les planètes rocheuses et glacées sont fabriquées à partir de matériaux solides, la composition chimique des solides dans les disques revêt une importance particulière. Une explosion est une chance unique d'étudier de nouveaux sublimés, et donc la composition des solides. »
Les occasions d'observer des explosions sont plutôt rares, car elles ne durent que 100 ans environ. Cependant, les jeunes étoiles avec un large éventail d'âges ont connu des explosions FU Ori, donc les astronomes s'attendent à être en mesure d'assister à plus de ces événements à l'avenir - et, dans le processus, de déterminer les compositions chimiques de plus de disques protoplanétaires.
Cette recherche améliorera non seulement notre compréhension de la composition chimique des glaces qui évolue autour des jeunes étoiles. Cela améliorera également notre compréhension de l'évolution des molécules organiques entre la naissance de notre système solaire et aujourd'hui, ce qui révélera beaucoup de choses sur les origines de la vie elle-même!
