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Les bases de la vie cachées dans la poussière d’étoiles

On voit l'étoile et son disque protoplanétaire, sur fond noir.
Image de l'étoile V883 Ori et de son disque protoplanétaire captée par le réseau de radiotélescopes ALMA. La poussière est représentée en orange et le méthanol, en bleu-violet. Photo: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Lee et al. V883Ori
Renaud Manuguerra-Gagné

Une très jeune étoile située à 1300 années-lumière de la Terre offre un spectacle inédit aux astrophysiciens. Un changement temporaire dans sa luminosité lève le voile non seulement sur la composition du nuage de gaz qui l'entoure et qui formera un jour des planètes, mais montre aussi la provenance de plusieurs molécules organiques essentielles à la vie.

L’origine exacte des molécules organiques présentes sur Terre a toujours été un mystère pour la communauté scientifique.

Comprendre comment ces dernières sont passées de briques élémentaires dispersées à travers l’espace aux assemblages complexes qu’on retrouve dans les êtres vivants sur Terre pourrait permettre aux chercheurs de savoir comment détecter la vie ailleurs dans l’Univers.

L'analyse de la composition des comètes glacées qu’on retrouve autour du Soleil, que font présentement plusieurs sondes à travers notre système solaire, permet de découvrir quelles molécules organiques étaient présentes à la naissance de notre étoile.

Toutefois, pour être en mesure d’étudier leur évolution, certains scientifiques vont chercher beaucoup plus loin dans l'espace, près d’étoiles naissantes entourées de disques de matière qui vont éventuellement former des planètes.

Or, il est très difficile d’analyser la composition de ces disques protoplanétaires, puisque la poussière très dense bloque la vue même à nos meilleurs radiotélescopes. Une équipe de chercheurs étrangers a toutefois su tirer profit du comportement d’une jeune étoile (Nouvelle fenêtre), dont la luminosité a levé le voile sur la composition de ce disque.

Ils ont ainsi pu montrer qu’une grande variété de molécules organiques se trouvent à proximité de ces protoplanètes et qu’elles sont présentes dès le début de leur formation.

Entre le sable et la neige

Les molécules organiques ne sont pas des particules faciles à observer autour des étoiles. Même si ces molécules sont présentes, elles ne sont décelables que lorsqu’elles sont libérées sous forme gazeuse. Si elles sont prisonnières de la glace ou cachées par des matériaux denses, elles resteront indécelables pour les radiotélescopes.

Cette situation est souvent le cas de beaucoup d’étoiles naissantes. Le disque protoplanétaire qui les entoure est formé de poussière qui empêche de détecter les molécules gazeuses. Puis, à partir d’une certaine distance, la chaleur de l’étoile n’est plus suffisante pour maintenir les molécules organiques sous forme gazeuse et ces dernières se retrouvent prisonnières dans la glace.

Cette région, surnommée la ligne de neige, se retrouve souvent à l’intérieur ou à la limite du disque protoplanétaire, rendant la détection de molécules organiques impossible.

C’est dans cette région qu’une étoile nommée V883 Ori a attiré l’attention des chercheurs. Cette très jeune étoile, située à 1300 années-lumière de la Terre, est ce qu’on appelle une étoile variable de type FU Orionis. Ces dernières traversent périodiquement des phases d’activité accrues lorsque de la matière du disque protoplanétaire qui les entoure plonge au cœur de l’étoile, augmentant ainsi leur énergie et leur luminosité pendant quelques décennies.

Cette activité accrue fait fondre la matière glacée et repousse la ligne de neige à une distance 10 fois supérieure à la normale, libérant ainsi les molécules organiques bien au-delà de la poussière opaque du disque, assez pour qu’elles puissent être décelables par radiotélescope.

Les chercheurs ont ainsi pu identifier une large gamme de molécules organiques à une distance qui serait équivalente à deux fois l’orbite de la planète Neptune autour de notre Soleil, directement dans la zone où sont formées les planètes.

Parmi elles se trouvaient plusieurs molécules déjà observées autour d’autres étoiles, comme du méthanol, mais aussi de nouvelles venues, comme l’acétone, jamais observées jusqu’à maintenant aussi près d’une étoile autre que la nôtre.

Cet éclat devrait durer au moins un siècle, donnant aux chercheurs tout le temps nécessaire pour étudier V883 Ori. Et puisque beaucoup d’autres jeunes étoiles traversent de telles phases d’activités accrues, cette méthode d’observation pourrait permettre aux chercheurs d’étudier l’évolution de molécules organiques autour d’une multitude d’étoiles, nous permettant ainsi de comprendre les mécanismes qui auraient mené à la vie sur Terre.

Science