Découverte de la glace interstellaire la plus froide - James Webb Telescope

La glace interstellaire la plus froide découverte par le télescope James Webb
Glace interstellaire la plus froide découverte Télescope James Webb - Vue du nuage Chameleon I du télescope spatial James Webb. (Crédit image : NASA, ESA, CSA et M. Zamani (ESA/Webb) ; Science : MK McClure (Observatoire de Leiden), F. Sun (Observatoire Steward), Z. Smith (Open University) et l'équipe Ice Age ERS ).

Le tout dernier télescope spatial de la NASA étend non seulement le champ de vision des astronomes plus profondément dans le cosmos, mais il peut également atteindre des températures aussi basses que jamais auparavant.
Le télescope spatial James Webb (JWST ou Webb), l'observatoire spatial le plus puissant à ce jour, a scruté profondément un nuage moléculaire dense et découvert une grande variété de glace interstellaire pure, y compris divers produits chimiques essentiels à la vie. Ces découvertes sont la glace la plus froide jamais enregistrée, découverte à des températures glaciales de -263 °C.
Selon Klaus Pontoppidan, astronome au Space Telescope Science Institute et co-auteur d'une nouvelle étude décrivant les travaux, "Nous ne serions pas en mesure de détecter cette glace sans Webb."

Les scientifiques appellent la région étudiée par Webb Chameleon I. Avec des dizaines de poches d'étoiles nouveau-nées, cette région est l'une des zones de formation d'étoiles les plus proches et se trouve à environ 500 années-lumière de la Terre dans la constellation sud du Caméléon. La région fait partie d'une famille de nuages ​​​​moléculaires sombres qui contiennent du gaz et de la poussière si denses que la lumière visible des étoiles d'arrière-plan ne peut pas passer à travers, de sorte que les astronomes ont longtemps cru qu'il s'agissait de trous dans le ciel.

Les nuages ​​comme Caméléon I sont des pépinières d'étoiles ; Lorsqu'ils finissent par s'effondrer, des étoiles et peut-être des systèmes planétaires rocheux sont créés. Mais la glace incrustée profondément dans le nuage moléculaire détermine la composition chimique de ces systèmes et les composants potentiels de formation de vie qu'ils peuvent contenir.

Maintenant, les astronomes ont examiné le noyau poussiéreux de Chameleon I à l'aide des puissants capteurs de Webb, y compris sa caméra proche infrarouge à pénétration profonde (NIRCam), et ont vu la glace à ses premiers stades de formation, juste avant que le noyau du nuage ne s'effondre pour former des protoétoiles.

L'équipe a illuminé Chameleon I avec le rayonnement infrarouge de deux étoiles de fond, NIR38 et J110621. Différentes longueurs d'onde infrarouges de la lumière solaire sont absorbées par les différentes molécules du nuage emprisonnées dans la glace. Les empreintes chimiques, qui apparaissaient comme des creux dans les données spectrales résultantes, ont ensuite été étudiées par les astronomes. Grâce à ces données, les chercheurs ont pu quantifier chaque molécule de Chameleon I.

Selon Will Rocha, un autre astronome de l'Observatoire de Leiden, la découverte du méthanol a montré que les étoiles et les planètes qui finiraient par se former dans ce nuage "hériteraient de molécules dans un état chimique très complexe". Cela peut indiquer que l'apparition de produits chimiques primitifs dans les systèmes planétaires est un sous-produit typique de la formation d'étoiles plutôt qu'une caractéristique de notre système solaire.

De plus, les acides aminés qui composent les protéines peuvent être créés en mélangeant du méthanol avec d'autres glaces plus simples. La glycine, l'un des acides aminés les plus simples, peut être présente dans ces substances. La glycine a été découverte en 2016 par la sonde européenne Rosetta dans la comète en orbite autour de la poussière 67P/Churyumov-Gerasimenko.

Pourquoi est-il si important d'avoir des grains de glace et de poussière pour créer des exoplanètes habitables ?

Les nuages ​​de molécules comme Chameleon I commencent comme des régions brumeuses composées de gaz et de poussière. La glace se développe à la surface des grains de poussière, contenant des produits chimiques essentiels à la vie, notamment les dernières découvertes astronomiques.

Ces glaces augmentent de taille tout en restant couvertes de grains de poussière à mesure que les nuages ​​se rassemblent en amas gazeux et se dirigent vers la formation d'étoiles. Lorsque des réactions chimiques se produisent sur une surface solide, comme un grain de poussière, plutôt qu'à l'état gazeux, elles se déroulent généralement plus rapidement et produisent les molécules complexes nécessaires à la vie.

Par conséquent, les particules de poussière jouent un rôle clé dans la transformation de substances organiques simples en composés complexes qui pourraient un jour former la base de la vie.
La nature volatile de ces glaces leur permet également de redevenir gazeuses lorsque les températures augmentent ; ils atteignent ainsi les cœurs chauffés des étoiles puis les atmosphères planétaires. Grâce à la découverte de ces glaces pures à l'intérieur de Chameleon I, les astronomes peuvent retracer le parcours des composés depuis la vie dans les grains de poussière jusqu'à leur incorporation dans les noyaux et les atmosphères d'étoiles et d'exoplanètes potentielles.

Les astronomes savent déjà grâce aux données de Webb que certains éléments nouvellement identifiés dans Chameleon I sont beaucoup moins abondants que ce à quoi on pourrait s'attendre compte tenu de la densité du nuage.

Par exemple, seulement 1 % du soufre prédit, 19 % de l'oxygène et du carbone prédits et seulement 13 % de l'azote total prédit ont été trouvés par les chercheurs. La meilleure explication, selon les chercheurs, est que ces composants peuvent être piégés à l'intérieur d'autres glaces qui n'apparaissent pas aux longueurs d'onde détectées par l'équipe.

Dans les mois à venir, l'équipe prévoit d'utiliser les données de Webb pour déterminer la taille des grains de poussière et les formes de la glace.

Selon McClure, ces découvertes "ouvrent une nouvelle fenêtre sur les voies de production de molécules simples et complexes nécessaires pour produire les éléments constitutifs de la vie".

Source : espace – Nature

 

 

 

 

 

Günceleme: 25/01/2023 21:23

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