Les astronomes ont découvert l’une des plus grosses molécules à base de carbone trouvées dans l’espace lointain, située dans le nuage moléculaire du Taureau, à 430 années-lumière de Terre. Cette découverte est importante car elle fournit des indices supplémentaires qui pourraient aider à résoudre un mystère de longue date en astrochimie : d’où vient le carbone, l’élément constitutif de la vie ?
La molécule, appelée pyrène, est composée de quatre anneaux planaires de carbone fusionnés. Il est donc classé parmi les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), l’une des molécules complexes les plus abondantes dans l’univers visible. Les HAP ont été détectés pour la première fois dans les années 1960, météorites connues sous le nom de chondrites carbonées, qui sont des restes de la nébuleuse primordiale qui a formé notre système solaire.
« L’une des grandes questions liées à la formation des étoiles et des planètes est de savoir quelle part de l’inventaire chimique de ce premier nuage moléculaire est héritée et constitue les composants de base du système solaire ? » Brett McGuire, professeur adjoint de chimie au Massachusetts Institute of Technology, a déclaré dans un communiqué déclaration.
Les HAP représenteraient environ 20 % du carbone présent dans l’espace et seraient présents à différentes étapes de la vie des étoiles, de leur formation à leur mort. Leur stabilité et leur résilience aux rayons ultraviolets (UV) les rendent susceptibles de survivre même dans les conditions difficiles de l’espace lointain.
Les chercheurs affirment qu’ils ont commencé à rechercher du pyrène et d’autres HAP dans le nuage du Taureau après que du pyrène ait été trouvé à des niveaux élevés dans des échantillons collectés sur l’astéroïde géocroiseur Ryugu. La découverte de ces molécules dans le berceau de notre système solaire constitue un lien direct que les astronomes recherchent depuis longtemps.
« Ce que nous regardons, c’est le début et la fin, et ils montrent la même chose », a déclaré McGuire. « C’est une preuve assez solide que cette matière issue des premiers nuages moléculaires se retrouve dans la glace, la poussière et les corps rocheux qui composent notre système solaire. »
La découverte a été faite grâce à la radioastronomie, un sous-domaine majeur de astronomie qui observe les objets célestes, tels que les étoiles, les planètes, les galaxies et les nuages de poussière, dans le spectre radio. En étudiant les ondes radio provenant de ces sources, les astronomes peuvent en apprendre davantage sur la composition, les structures et les mouvements de cibles particulières.
Comparés à d’autres instruments utilisés pour identifier des molécules dans l’espace, les radiotélescopes offrent la possibilité d’observer des molécules individuelles plutôt que des groupes moléculaires généraux. Pour ce faire, ils détectent les « empreintes digitales » uniques du rayonnement électromagnétique qu’une molécule émet ou absorbe à des fréquences spécifiques où chaque molécule possède un ensemble distinct de niveaux d’énergie de rotation et de vibration. Des ondes radio caractéristiques sont générées lorsque la molécule passe d’un niveau à l’autre.
« Il s’agit désormais du septième HAP individuel identifié dans l’espace depuis que nous en avons trouvé un pour la première fois en 2021 », a déclaré Ilsa Cooke, professeure adjointe au département de chimie de l’UBC. « (Les HAP) ont des structures chimiques similaires à celles des éléments constitutifs de la vie. En en apprenant davantage sur la façon dont ces molécules se forment et sont transportées dans l’espace, nous en apprenons davantage sur notre propre système solaire et donc sur la vie qui s’y trouve. »
Les astronomes ont estimé que le pyrène représentait environ 0,1 % du carbone trouvé dans le nuage. « C’est une abondance absolument massive. Un puits de carbone presque incroyable. C’est un îlot interstellaire de stabilité », a déclaré McGuire.
Ce qui était encore plus intriguant pour l’équipe, outre la découverte du pyrène à l’origine de notre système solaire, est le fait que les températures du nuage ont été mesurées à seulement 10 Kelvin (-263 degrés Celsius). Sur Terre, les HAP se forment lors de processus à haute température, notamment lors de la combustion de combustibles fossiles. Les retrouver dans cet environnement froid était donc surprenant. « Les travaux futurs visent à déterminer si les HAP peuvent se former dans un endroit extrêmement froid ou s’ils arrivent d’ailleurs dans l’univers, potentiellement via l’agonie d’une vieille étoile », a déclaré Cooke.
Initialement publié sur Espace.com.
