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Identifier les ingrédients de la soupe primitive

Le projet S4F a cherché à comprendre à quel point la chimie du système solaire primitif a été importante pour l’apparition de la vie sur Terre, et à déterminer quelles autres planètes pourraient détenir la recette de la vie.

Espace

Pour autant que nous le sachions, la Terre est le seul objet céleste à héberger la vie. Une meilleure compréhension de la chimie du système solaire primitif pourrait nous aider à comprendre sa spécificité, et à déterminer les endroits où nous devrions chercher des formes de vie extraterrestres. Le projet S4F, financé par l’Union européenne, s’est intéressé aux étoiles en développement afin de mieux comprendre la chimie du système solaire primitif. «L’objectif global consiste à déterminer la manière dont se forment les planètes en dehors de notre propre système solaire et si la vie est susceptible d’apparaître sur l’une d’entre elles», explique Jes Jørgensen, coordinateur du projet. «Certaines régions de l’espace sont riches en molécules organiques complexes, et nous voulons savoir si elles sont héritées du système protoplanétaire.»

Lignes spectrales

Pour répondre à ces questions, son équipe de l’Institut Niels Bohr s’est tournée vers le grand réseau d’antennes millimétrique/submillimétrique de l’Atacama (ALMA) au Chili. Ce télescope peut voir les longueurs d’onde spécifiques de la lumière émise par les molécules lorsqu’elles tournent et vibrent dans l’espace. Bien que le milieu interstellaire soit composé à 90 % d’hydrogène, on y trouve également du carbone, de l’azote et de l’oxygène. «Chaque molécule possède une empreinte unique que l’on peut faire correspondre aux mesures des laboratoires sur Terre», explique Jes Jørgensen. «Une chimie complexe agit dans la région dense du nuage de gaz qui s’effondre en une étoile, et ces éléments se déposent sur des grains de poussière et forment des espèces plus complexes.» L’équipe a utilisé l’ALMA pour zoomer et étudier le gaz chaud proche des jeunes proto-étoiles, gaz qui pourrait à terme se transformer en étoiles et en planètes comme celles de notre propre système solaire. Grâce à ces observations, ils ont pu dresser un tableau complet des molécules présentes dans ce gaz. Celles-ci vont d’espèces simples, comme l’eau, à des molécules organiques comportant 10 à 12 atomes, qui pourraient être des blocs constitutifs interstellaires de molécules biologiques pertinentes. «Nous pouvons voir quelles molécules sont présentes, et en quelle quantité, et ainsi comprendre comment elles se forment», ajoute Jes Jørgensen.

Une capsule temporelle

Le projet a bénéficié du soutien du CER le Conseil européen de la recherche. «Leur soutien nous a permis de travailler avec de grands ensembles de données, dont l’analyse et la compréhension ont été le fruit d’un énorme travail d’équipe», fait remarquer Jes Jørgensen. «Rien de tout cela n’aurait été possible sans le financement de l’UE.» Les données recueillies par Jes Jørgensen et son équipe ont été comparées aux éléments recueillis sur la comète 67P par la mission Rosetta de l’ESA. Les comètes agissent comme des capsules temporelles, ce qui a permis à Jes Jørgensen de constater à quel point la chimie de notre système solaire primitif était similaire à celle des proto-étoiles qu’il a étudiées. «Le degré d’hérédité était très surprenant», fait-il remarquer. «Il est ainsi possible de démontrer que la chimie des premières phases et l’ensemble du processus physique ont une empreinte directe sur notre propre système solaire.» À terme, ces travaux devraient permettre aux chercheurs d’estimer la chimie des exoplanètes en se basant sur les matériaux observés au stade de proto-étoile de systèmes similaires. Le groupe examine maintenant un échantillon plus vaste, en considérant des étoiles dans différents types d’environnements et tente de déterminer si notre propre soleil s’est formé de manière isolée ou dans le cadre d’un amas stellaire. «Tout cela pourrait avoir une incidence sur la composition chimique, et pourrait avoir été hérité par notre système solaire et d’autres systèmes planétaires», explique Jes Jørgensen.

Mots‑clés

S4F, chimie, système solaire, eau, carbone, azote, proto-étoiles, ALMA, vibrer, molécules, vie

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