Disques protoplanétaires, les astronomes étudient leur chimie primitive

Représentation artistique d’un disque protoplanétaire autour d’une étoile (crédit : Karne L. Teramura, UH IfA)

Les astronomes continuent d’étudier très attentivement les disques dits protoplanétaires, c’est-à-dire les disques de matériaux et de gaz qui se forment autour des étoiles et qui tournent autour d’elles. C’est précisément à partir de ces disques, selon la théorie principale, que les planètes se forment par un processus d’agrégation gravitationnelle de la matière sur des millions d’années.
Une nouvelle étude, parue dans leRevue d’astrophysiques’intéresse particulièrement aux substances chimiques, présentes dans les disques protoplanétaires, dites « volatiles ».

Ces substances s’évaporent très facilement et sont généralement composées de molécules d’eau, de monoxyde de carbone, d’azote et d’autres molécules organiques simples.
Selon les astronomes, la quantité de substances volatiles dans les agrégats à partir desquels naissent les planètes est très importante et constitue un facteur clé qui détermine l’atmosphère de la planète elle-même et donc son aptitude à la vie telle que nous la connaissons. Actuellement, la principale théorie est que ces substances volatiles gèlent à la surface des grains de poussière qui s’accumulent ensuite sur le plan moyennement froid du disque où elles restent gelées. Cependant, ces composés volatils sont appauvris à des degrés divers. Par exemple, selon la théorie la plus répandue, l’oxygène est d’abord épuisé, suivi du carbone puis de l’azote.

À partir des données recueillies par l’ALMA, les chercheurs ont analysé les composés volatils de cinq jeunes protoplanètes et les ont utilisés pour créer des modèles. Ils ont découvert que c’est le monoxyde de carbone qui s’épuise plus tôt et disparaît pendant les 0,5 à 1 million d’années de la vie du disque planétaire. Ils ont également découvert que les objets les plus jeunes présentent des signatures chimiques différentes, peut-être parce que les molécules à l’intérieur du disque sont protégées par les rayons ultraviolets de l’étoile qui peuvent rompre les liaisons chimiques.
Cette étude pourrait s’avérer très importante pour la compréhension de l’évolution chimique des disques protoplanétaires et de ce qu’on appelle les protoplanètes, les premiers agrégats qui sont à la base de la naissance des planètes elles-mêmes.