On sait qu’il existe au cœur des nuages moléculaires denses et froids à hauteur d’environ 1 % des poussières formées par des étoiles en fin de vie et qui sont entourées d’un manteau de glace. Il s’y produit des réactions chimiques prébiotiques dont on ne connaît pas encore toute la complexité. Ces poussières sont aussi le matériau de base de la formation des planètes et le télescope James-Webb peut les observer comme jamais auparavant et permet d’analyser la composition des glaces cosmiques autour de ces poussières. Ces observations devraient nous aider à comprendre si l’apparition de la vie et de planètes comme la Terre est une rareté ou non dans le cosmos observable.
Le télescope James-Webb est un nouvel outil au service des exobiologistes non seulement pour explorer le monde des exoplanètes, en particulier pour analyser la composition de leurs atmosphères en espérant trouver des biosignatures (bien qu’elles soient encore quelque peu élusives), mais aussi en explorant l’astrochimie dans les nuages moléculaires et poussiéreux, denses et froids qui peuvent donner des pouponnières d’étoiles en s’effondrant gravitationnellement.
On sait qu’il existe des molécules organiques dans ces nuages depuis des décennies, et même des poussières silicatées et carbonées entourées d’une gangue de glace. On suspecte une chimie prébiotique complexe et intéressante potentiellement pour comprendre l’apparition de la vie sur des exoplanètes dans ces glaces. Dans le précédent article ci-dessous, Futura avait abordé ces questions en rapport avec des observations du James-Webb.
Aujourd’hui, la Nasa fait part d’autres observations similaires et prolongeant les précédentes effectuées par une équipe internationale d’astrophysiciens qui a utilisé le Miri (Mid-Infrared Instrument) de Webb pour identifier des spectres quantiques dans l’infrarouge d’une variété de composés glacés constitués de mélanges de molécules organiques complexes, comme l’éthanol (l’alcool bien connu), et probablement l’acide acétique (un ingrédient du vinaigre). Les observations ont été conduites dans le cadre du programme JOYS+ (James Webb Observations of Young ProtoStars).
Comme l’explique la publication disponible sur arXiv des chercheurs, les molécules ont été identifiées par leurs empreintes dans la lumière en provenance de deux jeunes protoétoiles connues sous les noms d’IRAS 2A et IRAS 23385 dans le catalogue dressé à partir des observations de l’Infrared Astronomical Satellite (Iras) – un télescope spatial dont l’objectif était de réaliser un relevé complet des sources émettant dans les fréquences infrarouges au début des années 1980, un ancêtre de Spitzer.
Quelle est l’origine des molécules organiques complexes dans l’espace ?
Comme l’explique dans le communiqué de la Nasa Will Rocha, de l’université de Leiden aux Pays-Bas et qui a dirigé le travail aujourd’hui exposé dans un article de The journal Astronomy & Astrophysics : « Cette découverte contribue à répondre à une des questions de longue date en astrochimie : Quelle est l’origine des molécules organiques complexes, ou COM (NdR–complex organic molecules en anglais), dans l’espace ? Sont-elles fabriquées en phase gazeuse ou dans des glaces ? La détection de COM dans les glaces suggère que les réactions chimiques en phase solide à la surface des grains de poussière froids peuvent créer des types complexes de molécules ».
On avait déjà détecté ces molécules en phase gazeuse chaude, et pour les chercheurs il semble maintenant qu’elles proviennent directement de la sublimation de gangues de glace entourant des poussières et à l’intérieur desquelles elles se sont formées sous l’effet du rayonnement ultraviolet de jeunes étoiles proches.
Un scénario pour la Terre primitive ?
Selon le scénario avancé par les astrophysiciens, ces poussières glacées contenant les molécules détectées seraient plus facilement intégrés dans les disques protoplanétaires autour des jeunes étoiles que les molécules qu’elles contiennent sous forme gazeuse. On les retrouverait donc dans les comètes et les astéroïdes bombardant des embryons de planètes, les dotant déjà de molécules complexes pour faire démarrer la vie sur des mondes habitables.
C’est peut-être ce scénario qui s’est déroulé dans le cas du Système solaire et de la Terre primitive il est peut-être une clé de la détermination de la place de la vie dans le cosmos. IRAS 2A, une protoétoile de faible masse qui n’est pas sans analogie avec ce que devait être notre Soleil quand lui-même était une protoétoile. Grâce au James-Webb et à IRAS 2A, nous sommes peut-être en train d’étudier en direct d’une certaine façon la naissance du Système solaire il y a plus de 4,5 milliards d’années.