Des molécules prébiotiques découvertes dans le nuage interstellaire de Persée

L'héritage du télescope Spitzer de la Nasa est bien vivant. Rappelons que pendant la première décennie du XXI^e siècle et avant son arrêt le 30 janvier 2020, il a fait partie du programme des Grands Observatoires de la Nasa qui comprenait quatre grands télescopes spatiaux lancés entre 1990 et 2003 et qui couvrent des régions différentes du spectre électromagnétique. Spitzer observait dans l'infrarouge, Hubble dans le spectre visible et proche infrarouge, le Compton Gamma-Ray Observatory s'occupait de l'astronomie gamma et enfin, Chandra de l’astronomie des rayons X mous.

Lancé en 2003, Spitzer aura notamment permis d'étudier le nuagenuage moléculaire de Persée (en abrégé Per MCld pour l'anglais Perseus molecular cloud) qui comme son nom l'indique est un nuage moléculaire géant situé à environ 600 années-lumièreannées-lumière de la Terre dans la constellationconstellation de Persée. C'est une pouponnière à étoilesétoiles qu'il forme à partir du milieu interstellaire dont on estime qu'il contient dans ce nuage plus de 10 000 massesmasses solaires sous forme de gazgaz et de poussière.

Des étoiles jeunes nées par effondrement du nuage de Persée

On trouve dans ce nuage de jeunes étoiles de faibles masses entourées de disques protoplanétairesdisques protoplanétaires qui se sont formées il y a moins de quelques millions d'années par effondrementeffondrement gravitationnel. Elles sont très lumineuses dans l'infrarouge mais le nuage de Persée lui-même est presque invisible en dehors de cette bande de longueurs d'ondelongueurs d'onde, contrairement au célèbre nuage moléculaire d'Orion. On peut toutefois voir dans le visible deux amas d'étoiles, IC 348 et NGCNGC 1333. C'est tout de même avec Spitzer que l'on peut voir le plus de choses sur le nuage de Persée.

Il n'est donc pas étonnant que les astrophysiciennes Susan Iglesias-Groth, de l'Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), et Martina Marín-Dobrincic, de l'université Polytechnique de Cartagena (Espagne), aient décidé d'utiliser les données archivées de Spitzer pour faire de nouvelles investigations concernant l'exobiologieexobiologie avec le nuage moléculaire de Persée et plus précisément l'amas IC 348. Il en a résulté un article publié dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society et que l'on peut consulter en accès libre sur arXiv.

L'amas IC348 (à gauche) et l'amas NGC1333 (à droite) dans la direction du nuage moléculaire de Persée. © Nasa, JPL-Caltech

La nouvelle exploration des donnéesexploration des données de Spitzer concernant la région de formation d'étoiles IC348 révèle maintenant un grand nombre de moléculesmolécules organiques qui peuvent jouer un rôle dans une chimiechimie prébiotiqueprébiotique à l'origine de la vie sur une planète comme la Terre. On peut penser que la nébuleusenébuleuse primitive à l'origine de notre propre Système solaireSystème solaire lui ressemblait et donc qu'une partie des étapes ayant mené à la vie sur notre Planète bleue dans ses océans avait été franchie dans l'espace, avant qu'un apport en ces molécules biologiques avec le bombardement des comètescomètes et des astéroïdesastéroïdes sur la proto-Terre se soit produit.

Pour l'exobiologie, et déterminer à quel point l'apparition de la vie est dépendante d'un contexte cosmochimique, il est donc important de connaître la distribution et l'abondance des molécules précurseurs dans les régions où les planètes sont très probablement en train de se former, comme IC348.

L'amas IC348 bientôt sous l'œil du James-Webb

Dans un communiqué de l'Instituto de Astrofísica de Canarias, Iglesias-Groth explique que cette région est « un laboratoire extraordinaire de chimie organique. IC 348 semble être très riche et diversifié dans son contenu moléculaire. La nouveauté est que nous voyons les molécules dans le gaz diffusdiffus à partir desquelles les étoiles et les disques protoplanétaires se forment ».

Le même communiqué explique aussi que « de nouvelles recherches ont détecté dans la partie interne de cette région des molécules communes telles que l'hydrogènehydrogène moléculaire (H₂), l'hydroxyle (OH), l'eau (H₂O), le dioxyde de carbonedioxyde de carbone (CO₂) et l'ammoniacammoniac (NH₃) ainsi que plusieurs molécules porteuses de carbone qui pourraient jouer un rôle important dans la production d'hydrocarbureshydrocarbures plus complexes et de molécules prébiotiques, comme le cyanure d'hydrogènecyanure d'hydrogène (HCN), l'acétylène (C₂H₂), le diacétylène (C₄H₂), le cyanoacétylène (HC₃N), le cyanobutadiyne (HC₅N), l'éthane (C₂H₆), l'hexatrine (C₆H₂) et le benzènebenzène (C₆H₆). Les données montrent également la présence de molécules plus complexes telles que les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et les fullerènesfullerènes C₆₀ et C₇₀ ».

Les deux astrophysiciennes ne comptent pas en rester là, notamment parce que le télescope spatial James-Webb (JWSTJWST) est maintenant en service.

« La capacité spectroscopique du JWST pourrait fournir des détails sur la distribution spatiale de toutes ces molécules, et étendre la recherche actuelle à d'autres plus complexes, donnant une sensibilité et une résolutionrésolution plus élevées qui sont essentielles pour confirmer la présence très probable d'acides aminésacides aminés dans le gaz dans cette région et dans d'autres régions de formation d'étoiles », conclut Iglesias-Groth.