Les disques protoplanétaires sont des régions agitées de notre Univers. Il s’y produit de nombreuses collisions qui mèneront à la formation de systèmes planétaires. Et le télescope spatial James-Webb nous apprend aujourd’hui qu’il s’y joue aussi un processus de destruction et de formation d’eau à grande échelle.
La nébuleuse d’Orion est l’une des plus connues, puisqu’elle est même visible à l’œil nu, lorsque notre ciel se fait bien noir. Et c’est vers cette nébuleuse que des astronomes — parmi lesquels des équipes françaises de plusieurs universités, du CNRS et du CNES — ont pointé le télescope spatial James-Webb (JWST) : un disque protoplanétaire baptisé d 203-506 et situé au cœur de cette nébuleuse. Le tout avec une idée précise derrière la tête : l’eau qui se forme dans de telles pouponnières de systèmes planétaires peut-elle être détruite à un moment de l’histoire, puis formée à nouveau un peu plus tard ?
Le télescope spatial James-Webb traque les émissions caractéristiques du processus
C’est en effet le scénario que les chercheurs imaginent pour notre Système solaire. De l’eau formée bien avant sa naissance puis détruite, avant de réapparaître alors que notre Soleil était encore tout jeune. Et les observations menées avec le télescope spatial James-Webb le confirment aujourd’hui. C’est en tout cas ce qui se passe dans le disque protoplanétaire d 203-506 de la nébuleuse d’Orion.
Le tout se joue à plus de 1 000 années-lumière de notre Terre, et c’est grâce à une part de modélisation que les astronomes ont pu mettre en évidence le phénomène. Lorsque le rayonnement ultraviolet (UV) émis par des étoiles massives détruit une molécule d’eau (H2O), une molécule d’hydroxyle (OH) est libérée. Elle tourne de manière vertigineuse et émet elle-même des photons dans l’infrarouge moyen, une longueur d’onde captée par le JWST. Les chercheurs sont même en mesure d’estimer aujourd’hui la quantité d’eau ainsi détruite : l’équivalent d’un océan terrestre chaque mois.
De l’eau disparaît, mais réapparaît
En outre, les images — de l’infrarouge proche, cette fois — toujours renvoyées par le télescope spatial James-Webb, révèlent comment l’hydroxyle est par ailleurs produit en abondance à partir d’oxygène atomique (O) et d’hydrogène (H2). Or l’hydroxyle est un élément clé dans la formation de l’eau… De quoi boucler la boucle de destruction/formation de l’eau dans la nébuleuse d’Orion. Et envisager plus sérieusement qu’une partie de l’eau de nos océans ait vécu la même aventure.