Le télescope James Webb assiste en direct à la destruction d’un océan terrestre tous les mois
Une équipe internationale impliquant pour la partie française des scientifiques de l’Université Paris-Saclay, de l’université Toulouse III - Paul Sabatier, du laboratoire commun INCLASS (IAS/ACRI-ST), de l’Observatoire de Paris-PSL, de l’Université Grenoble Alpes, du CNRS et du CNES, vient de mettre en évidence la destruction et la reformation d’une grande quantité d’eau dans un disque protoplanétaire situé au cœur de la nébuleuse d’Orion. Cette découverte a été rendue possible par une approche pluridisciplinaire originale combinant des observations du télescope spatial JWST et des calculs de physique quantique. Cette étude, effectuée dans le cadre du programme Early Release Science (ERS) PDRs4All et dirigée par une jeune chercheuse, Marion Zannese, doctorante à l’Université Paris-Saclay, vient d’être publiée dans la revue Nature Astronomy.
L'eau est essentielle à la vie telle que nous la connaissons. Sur Terre, la majorité de l’eau de nos océans aurait été formée bien avant la naissance du Système solaire, dans des régions froides de l’espace interstellaire (-250 °C). Cependant, une fraction de cette eau pourrait avoir été détruite et formée à nouveau à plus haute température (100-500 °C) lorsque le Système solaire n’était encore qu’un disque de gaz et de poussières orbitant autour de notre jeune soleil.
Pour comprendre ce mystérieux cycle de disparition puis réapparition de l’eau, les astronomes ont tourné le télescope James Webb (JWST) vers “d203-506”, un disque protoplanétaire situé dans la Nébuleuse d’Orion, une pouponnière de systèmes planétaires. Le rayonnement ultraviolet intense
produit par des étoiles massives entraîne la destruction et la reformation de l’eau dans d203-506, ce qui en fait un véritable laboratoire interstellaire.
Mais comment mettre en évidence la formation et la destruction de molécules situées à plus de millee années lumières de la Terre ? C’est une collaboration avec des experts en dynamique quantique, participant à la partie modélisation, qui a permis de relever le défi.
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©NASA/ESA/CSA/PDRs4All/Salomé Fuenmayor
En France, ces recherches ont impliqué des scientifiques de : l’Institut d’Astrophysique Spatiale (IAS – CNRS/Univ.Paris-Saclay), l’Institut des Sciences Moléculaires d’Orsay (ISMO – CNRS/Univ. Paris-Saclay), l’Institut deRecherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP/OMP – CNES/CNRS/UT3), INCLASS Common Laboratory (IAS/ACRI-ST), LERMA (Observatoire de Paris- PSL/CNRS, Sorbonne Universités), Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble (IPAG - Université Grenoble Alpes/CNRS), l’Institut de Radioastronomie Millimétrique (IRAM - UGA/CNRS/IRD/METEO-FRANCE/INRAE).