{"id":14134,"date":"2023-06-18T14:44:41","date_gmt":"2023-06-18T14:44:41","guid":{"rendered":"https:\/\/www.africa-press.net\/djibouti\/politique\/telescope-spatial-james-webb-des-molecules-elementaires-aux-systemes-planetaires"},"modified":"2023-06-18T15:17:06","modified_gmt":"2023-06-18T15:17:06","slug":"telescope-spatial-james-webb-des-molecules-elementaires-aux-systemes-planetaires","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.africa-press.net\/djibouti\/toutes-les-actualites\/telescope-spatial-james-webb-des-molecules-elementaires-aux-systemes-planetaires","title":{"rendered":"T\u00e9lescope spatial James Webb\u00a0: des mol\u00e9cules \u00e9l\u00e9mentaires aux syst\u00e8mes plan\u00e9taires"},"content":{"rendered":"

Africa-Press – Djibouti. <\/strong><\/span>Ces voiles gigantesques s’e\u0301tirent entre les e\u0301toiles, parfois sur des dizaines d’anne\u0301es-lumie\u0300re. Ils sont faits d’hydroge\u0300ne et d’he\u0301lium, les e\u0301le\u0301ments les plus abondants de l’Univers, forge\u0301s lors du Big Bang. Leur tempe\u0301rature n’exce\u0300de pas les -263 \u00b0C. Difficile de croire que ces nuages glace\u0301s, 100 milliards de fois moins denses que l’atmosphe\u0300re terrestre, constituent le berceau des e\u0301toiles et de leur corte\u0300ge de plane\u0300tes. Comment passe-t-on d’un environnement aussi rudimentaire aux sophistications d’un syste\u0300me solaire comme le no\u0302tre ? Cette interrogation est au c\u0153ur du projet Ice Age du te\u0301lescope spatial James Webb (JWST), qui a fourni de premiers re\u0301sultats dans une publication parue dans Nature Astronomy le 23 janvier.<\/p>\n

Tout au long de cette premie\u0300re anne\u0301e d’observations, le te\u0301lescope a tourne\u0301 re\u0301gulie\u0300rement ses instruments vers le nuage Came\u0301le\u0301on I, a\u0300 630 anne\u0301es-lumie\u0300re de la Terre, dans la constellation du Came\u0301le\u0301on (he\u0301misphe\u0300re sud). \u00ab\u00a0Cette zone contient toute l’histoire de l’e\u0301volution chimique menant des nuages de gaz atomiques et mole\u0301culaires jusqu’aux e\u0301toiles. Mais nous avons choisi d’e\u0301tudier une zone e\u0301loigne\u0301e des e\u0301toiles en formation afin d’avoir acce\u0300s a\u0300 la matie\u0300re la plus froide, et la plus brute \u00ab\u00a0, explique Jennifer Noble, astrophysicienne au laboratoire Physique des interactions ioniques et mole\u0301culaires (CNRS\/universite\u0301 Aix-Marseille), et coauteure de l’article.<\/p>\n

L’objectif e\u0301tait de faire l’inventaire des espe\u0300ces chimiques de cette re\u0301gion, en sondant le plus profonde\u0301ment possible dans le nuage. \u00ab\u00a0Pour cela, on se sert d’une e\u0301toile en arrie\u0300re-plan qui n’appartient pas au nuage, mais que sa lumie\u0300re traverse, poursuit la chercheuse. Les espe\u0300ces chimiques absorbent au passage se\u0301lectivement certaines longueurs d’onde de la lumie\u0300re. Leur analyse par spectroscopie re\u0301ve\u0300le les ’empreintes’ qui constituent une carte d’identite\u0301 des mole\u0301cules rencontre\u0301es. \u00a0\u00bb Et la moisson a e\u0301te\u0301 bonne : des glaces simples comme l’eau, mais aussi les formes gele\u0301es d’un large e\u0301ventail de mole\u0301cules : sulfure de carbonyle, ammoniac, me\u0301thane, et jusqu’a\u0300 la mole\u0301cule organique la plus simple, le me\u0301thanol. Tout cela a\u0300 partir, donc, de l’hydroge\u0300ne et de l’he\u0301lium…<\/p>\n

\u00ab\u00a0Une telle chimie est possible gra\u0302ce a\u0300 la pre\u0301sence de poussie\u0300res dans ces nuages, de\u0301taille Jennifer Noble. Elles servent de support pour les re\u0301actions. Par exemple, deux atomes d’hydroge\u0300ne se rencontrent sur le grain et e\u0301tablissent une liaison. La re\u0301action libe\u0300re assez d’e\u0301nergie pour expulser le dihydroge\u0300ne dans l’espace. En revanche, si un atome d’oxyge\u0300ne lie\u0301 a\u0300 un atome d’hydroge\u0300ne (OH) rencontre sur le grain un atome d’hydroge\u0300ne, la re\u0301action ne libe\u0300re pas assez d’e\u0301nergie pour permettre a\u0300 l’eau ainsi forme\u0301e de s’e\u0301vader. La mole\u0301cule adhe\u0300re au grain, et forme de la glace. C’est ainsi que tous les grains sont recouverts d’une pellicule de glace, dont le JWST permet d’attester la pre\u0301sence.\u00a0\u00bb<\/p>\n

Toute la ribambelle de mole\u0301cules observe\u0301es par le te\u0301lescope spatial, gra\u0302ce aux instruments NIRCam, NIRspec et MIRI, se sont forme\u0301es ainsi. Leur de\u0301couverte n’est toutefois pas tant une surprise qu’une confirmation. Bon nombre d’entre elles avaient e\u0301te\u0301 vues par les te\u0301lescopes spatiaux infrarouges Spitzer (Nasa), Akari (Jaxa) et ISO (ESA), mais jamais aussi profonde\u0301ment dans un nuage, ce que vient de re\u0301aliser le JWST. \u00ab\u00a0La lumie\u0300re d’une e\u0301toile qui traverse le nuage dans sa zone la plus dense est force\u0301ment tre\u0300s atte\u0301nue\u0301e. Les instruments pre\u0301ce\u0301dents, de plus petite taille, ne permettaient pas de recueillir suffisamment de photons pour les analyser. Le JWST a bouleverse\u0301 tout cela. \u00a0\u00bb<\/p>\n

Le ro\u0302le des e\u0301toiles massives sur le destin des syste\u0300mes solaires<\/b><\/p>\n

Et la moisson n’est pas termine\u0301e. Ces premie\u0300res mesures n’excluent pas la pre\u0301sence de mole\u0301cules plus complexes. Des spectres trac\u0327ant la pre\u0301sence de liaisons carbone-hydroge\u0300ne, carbone-azote-hydroge\u0300ne, ou encore carbone-soufre-oxyge\u0300ne ont e\u0301te\u0301 de\u0301tecte\u0301s par NIRSpec. \u00ab\u00a0Tous ces groupements fonctionnels sugge\u0300rent la pre\u0301sence de mole\u0301cules organiques complexes, mais il est encore trop to\u0302t pour les attribuer a\u0300 telle ou telle mole\u0301cule. Nous sommes en quelque sorte en pre\u0301sence des pie\u0300ces d’un puzzle qu’il nous faut assembler. \u00a0\u00bb Par ailleurs, lors des prochains cycles d’observation, le JWST analysera d’autres nuages mole\u0301culaires afin de conforter les re\u0301sultats sur Came\u0301le\u0301on I.<\/p>\n

Les e\u0301toiles et les plane\u0300tes disposent donc d’une vaste panoplie de mole\u0301cules organiques complexes, indispensables a\u0300 la vie, lorsqu’elles se forment par effondrement d’une partie de ces nuages. Comment se produisent de tels effondrements ? Les premiers re\u0301sultats, qui ne concernent pas directement la formation des e\u0301toiles mais pluto\u0302t les conditions de leur formation, sont de\u0301ja\u0300 la\u0300. Olivier Berne\u0301, astrophysicien a\u0300 l’Institut de recherche en astrophysique et plane\u0301tologie de Toulouse, dirige l’un des programmes prioritaires du JWST consacre\u0301 a\u0300 l’e\u0301tude de l’impact des e\u0301toiles massives (au-dela\u0300 de huit masses solaires) sur leur environnement. En effet, lorsque l’on parle de \u00ab\u00a0naissance d’e\u0301toiles\u00a0\u00bb, il faut penser au pluriel…<\/p>\n

\u00ab\u00a0Il y a l’image classique du nuage mole\u0301culaire qui s’effondre et forme une e\u0301toile, reconnai\u0302t Olivier Berne\u0301. Mais c\u0327a ne se passe pas comme c\u0327a. Dans la majorite\u0301 des cas, les e\u0301toiles naissent en amas, dans lequel il y a toujours une ou plusieurs e\u0301toiles massives. Ainsi, lorsqu’apparai\u0302t une e\u0301toile de type solaire, il y a toutes les chances qu’a\u0300 co\u0302te\u0301 se trouve une e\u0301toile massive. Et par son rayonnement, elle va comple\u0300tement perturber l’environnement de l’e\u0301toile, et le destin des plane\u0300tes e\u0301ventuelles. \u00a0\u00bb<\/p>\n

Les e\u0301toiles massives bru\u0302lent la chandelle par les deux bouts. Elles vivent bien moins longtemps que notre soleil (quelques centaines de millions d’anne\u0301es, voire moins) car elles consomment rapidement leur hydroge\u0300ne qui fusionne en he\u0301lium. A\u0300 cette occasion, elles irradient une tre\u0300s forte quantite\u0301 de rayons ultraviolets. Ce rayonnement agit sur les mole\u0301cules en brisant des liaisons chimiques. Par ailleurs, il transporte beaucoup de chaleur… Ainsi, une e\u0301toile massive a un impact fondamental sur toute la chimie qui l’entoure. \u00ab\u00a0Or, jusqu’a\u0300 pre\u0301sent, nous savions tre\u0300s peu de choses sur ce type d’environnements. Nous connaissions leur existence, mais sans pouvoir les analyser, d’autant plus que la re\u0301gion de formation d’e\u0301toiles massives la plus proche est la ne\u0301buleuse d’Orion, a\u0300 1350 anne\u0301es-lumie\u0300re. La sensibilite\u0301 et la re\u0301solution du JWST nous ont permis pour la premie\u0300re fois d’analyser physiquement et chimiquement la zone. \u00a0\u00bb<\/p>\n

L’un des premiers re\u0301sultats obtenus justement dans la ne\u0301buleuse d’Orion illustre d’emble\u0301e le ro\u0302le capital des e\u0301toiles massives sur le destin des syste\u0300mes solaires en formation. \u00ab\u00a0Nous pensons par exemple qu’une e\u0301toile massive empe\u0302che la formation de ge\u0301antes gazeuses de type ‘Jupiter’ dans un syste\u0300me proche. Car le rayonnement ultraviolet chauffe le gaz de telle sorte qu’il e\u0301chappe au champ gravitationnel de l’e\u0301toile, en particulier si celle-ci est de faible masse. Un disque ainsi chauffe\u0301 perdrait l’e\u0301quivalent de 1 % de la masse de la Terre par an. De quoi faire disparai\u0302tre le disque en 400.000 ans au maximum, ce qui ne laisse pas assez de temps pour former une plane\u0300te de type ‘Jupiter’. \u00a0\u00bb<\/p>\n

Des re\u0301sultats qui e\u0301clairent aussi notre propre histoire<\/b><\/p>\n

Ce re\u0301sultat confirme les observations de syste\u0300mes d’exoplane\u0300tes ou\u0300, en effet, il n’y a pas de ge\u0301antes autour d’e\u0301toiles de faible masse. L’explication donne\u0301e jusqu’a\u0300 pre\u0301sent e\u0301tait que des e\u0301toiles plus petites retenaient force\u0301ment moins de matie\u0300re autour d’elles, et donc ne parvenaient pas a\u0300 former des plane\u0300tes ge\u0301antes.<\/p>\n

\u00ab\u00a0Mais cette explication n’e\u0301tait pas comple\u0300tement satisfaisante, car il a de\u0301ja\u0300 e\u0301te\u0301 observe\u0301 des disques protoplane\u0301taires tre\u0300s massifs autour d’e\u0301toiles peu massives, rele\u0300ve Olivier Berne\u0301. Notre explication est inte\u0301ressante car elle apporte une solution fonde\u0301e sur la physique en lien avec l’environnement du syste\u0300me \u00ab\u00a0. Notre propre syste\u0300me solaire a subi l’influence d’une e\u0301toile massive durant au moins son premier million d’anne\u0301es, ces e\u0301tudes de formation des e\u0301toiles et de leurs plane\u0300tes renvoient donc aussi a\u0300 notre propre histoire. \u00ab\u00a0Heureusement pour nous, cette e\u0301toile devait e\u0302tre assez e\u0301loigne\u0301e pour empe\u0302cher Jupiter de se former. Sans cela, le Syste\u0300me solaire aurait eu un aspect bien diffe\u0301rent \u00ab\u00a0. Et rien ne garantit que nous serions la\u0300 pour le contempler…<\/p>\n

La ne\u0301buleuse d’Orion de\u0301voile\u0301e par le JWST<\/b><\/p>\n

C’est la pouponnie\u0300re d’e\u0301toiles la plus proche du Syste\u0300me solaire, a\u0300 1350 anne\u0301es-lumie\u0300re de nous (photo ci-dessus). Il s’y forme des e\u0301toiles a\u0300 partir de l’effondrement de nuages mole\u0301culaires sur eux-me\u0302mes. La re\u0301gion est scrute\u0301e depuis longtemps par les astronomes amateurs tout comme par Hubble. Le James Webb, en observant dans l’infrarouge, permet de voir a\u0300 travers les poussie\u0300res qui obscurcissent en partie le nuage. Ces nouvelles images re\u0301ve\u0300lent des structures spectaculaires, jusqu’a\u0300 des e\u0301chelles d’environ 6 milliards de kilome\u0300tres. Parmi elles, des filaments de matie\u0300re denses, ou\u0300 se formeraient les nouvelles ge\u0301ne\u0301rations d’e\u0301toiles. Notre syste\u0300me solaire s’est sans doute forme\u0301 dans des conditions analogues.<\/p>\n

Pour plus d’informations et d’analyses sur la Djibouti<\/a>, suivez Africa-Press<\/a><\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Africa-Press – Djibouti. Ces voiles gigantesques s’e\u0301tirent entre les e\u0301toiles, parfois sur des dizaines d’anne\u0301es-lumie\u0300re. Ils sont faits d’hydroge\u0300ne et d’he\u0301lium, les e\u0301le\u0301ments les plus abondants de l’Univers, forge\u0301s lors du Big Bang. Leur tempe\u0301rature n’exce\u0300de pas les -263 \u00b0C. 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