Contacter l'auteur / Contact the author

Recherche dans ce site / Search in this site

 

 

 

 

 

La contamination extraterrestre

Illustration du disque de transition de IRS 48 d'Ophiuchus et la trace du méthoxyméthane (en bleu) détecté par ALMA. Document N.Brunken et al. (2012), ESO/ALMA, T.Lombry.

Du méthoxyméthane autour de l'étoile IRS 48 (VI)

Grâce au réseau radioastronomique ALMA de l'ESO, des chercheuses de l'Observatoire de Leiden aux Pays-Bas ont détecté pour la première fois du méthoxyméthane ou éther diméthylique (CH3OCH3) dans un disque protoplanétaire de transition. Avec neuf atomes, il s'agit de la plus grande molécule identifiée à ce jour dans un tel disque. Il s'agit également d'un précurseur de plus grandes molécules organiques qui peuvent conduire à l'émergence de la vie. Cette découverte fit l'objet d'un article publié dans la revue "Astronomy and Astrophysics" en 2022.

Le méthoxyméthane est une molécule organique couramment observée dans les nuages moléculaires froids de formation stellaires, mais il n'avait jusqu'ici jamais été détecté dans un disque protoplanétaire.

Cette molécule fut découverte dans le disque de transition de la jeune étoile IRS 48 alias IRAS 16245-2423 située à 444 années-lumière dans la constellation de l'Ophiuchus. L'étoile qui brille à la magnitude apparente de 14.8 est de type spectral B5-F2 et présente une masse de 2 M pour une luminosité de 14.3 L. IRS 48 est actuellement au stade T Tauri.

Le disque de poussière joue littéralement le rôle de "piège à poussière". Comme le révèlent les données d'ALMA, le disque est asymétrique, en forme de noix de cajou. Il contient probablement une protoplanète ou une petite étoile compagne en cours d'accrétion située entre l'étoile et le piège à poussière.

Les chercheurs ont récemment découvert que le disque d'IRS 48 est également un réservoir de glace abritant des grains de poussière recouverts de glace riche en molécules organiques complexes ou COMs comme le 13CO, H2 CO, CH3OH et à présent le CH3OCH3 ou méthoxyméthane contenant 9 atomes. Ces molécules sont détectables parce que la chaleur d'IRS 48 sublime la glace et libère ces molécules sous forme gazeuse. Ces molécules sont les précurseurs de molécules prébiotiques telles que les acides aminés et les sucres.

Les auteurs rappellent que des études antérieures ont montré que le méthoxyméthane peut se former par réaction sur la surface de grains froids (≤ 50 K) impliquant des radicaux comme indiqué ci-dessous :

CH3O + HCO  →  CH3OCHO,

CH3O + CH3 →  CH3OCH3

Cette molécule peut ensuite être photodissociée par le rayonnement UV (hν) de l'étoile IRS 48 :

 CH3OCH3 + hν  →  CH3 + OH ou CH3O + H.

Selon Alice Booth, coauteure de cet article, "Ce qui rend cette découverte encore plus enthousiasmante, c'est que nous savons maintenant que ces molécules complexes plus grandes sont disponibles pour alimenter les planètes en formation dans le disque. Cela n'était pas connu auparavant car dans la plupart des systèmes, ces molécules sont cachées dans la glace".

La découverte du méthoxyméthane suggère que de nombreuses autres molécules complexes couramment détectées dans les régions de formation stellaires peuvent également être piégées dans les structures glacées des disques protoplanétaires.

En étudiant leur formation et leur évolution, les chercheurs peuvent donc mieux comprendre comment les molécules prébiotiques se retrouvent sur les planètes, dont la nôtre.

Selon Nienke van der Marel, coauteure de cette étude, "Nous sommes extrêmement heureux de pouvoir suivre le parcours complet de ces molécules complexes, depuis les nuages qui forment les étoiles jusqu'aux comètes, en passant par les disques de formation des planètes. Nous espérons qu'avec d'autres observations, nous pourrons nous rapprocher de la compréhension de l'origine des molécules prébiotiques dans notre propre système solaire".

 A l'avenir IRS 48 sera étudiée grâce au futur ELT de 39 m de l'ESO, actuellement en construction au Chili et qui devrait voir sa première lumière en 2025. Le plus grand télescope du monde permettra à l'équipe d'étudier la chimie des régions les plus internes du disque, là où des planètes rocheuses similaires à la Terre pourraient se former.

De la propargylimine et de l'éthanolamine

Plus intéressant encore, des chercheurs ont découvert de la propargylimine, HC≡C-CH=NH dans le nuage moléculaire G+0.692-0.027 situé dans le complexe Sagittarius B2 à seulement 390 années-lumière du centre de la Voie Lactée (cf. L. Bizzocchi et al., 2020).

Les astronomes connaissent depuis longtemps cette région comme étant un réservoir riche en molécules organiques, en glaces et en poussière. La propargylimine est un précurseur des imines (CNH), un groupe important de molécules qui peut éventuellement former de l'ADN par combinaison avec une amine comme illustré ci-dessous.

Enfin, pour la première fois de l'éthanolamine (EtA), un composant clé formé du phospholipide le plus simple de formule chimique NH2CH2CH2OH, fut également détecté au coeur du nuage moléculaire G+0.692-0.027 (cf. V.Rivilla et al., 2021).

Antérieurement, des astronomes avaient déjà découvert de l'éthanolamine dans des météorites mais son origine est controversée. En effet, certains chercheurs affirment que cette molécule n'aurait pu se former que par un ensemble inhabituel de réactions sur un astéroïde parent. Elle aurait également pu être synthétisée par décomposition d'acides aminés. Toutefois, la nouvelle découverte suggère que l'éthanolamine est beaucoup plus répandue que prévu.

Cette découverte suggère que le milieu interstellaire regorge de tous les précurseurs de la vie. Selon les chercheurs, "Cela a des implications importantes non seulement pour les théories de l'origine de la vie sur Terre, mais aussi sur d'autres planètes et satellites habitables n'importe où dans l'Univers".

Sur Terre, l'EtA forme la tête hydrophile des molécules de phospholipides qui s'auto-assemblent en membranes cellulaires. Selon Rivilla et ses collègues, sa découverte dans les nuages interstellaires suggère que "l'éthanolamine aurait pu être transférée de la nébuleuse protosolaire aux planétésimaux et aux petits corps du système solaire, puis à notre planète". Cela aurait pu conduire à la formation de cellules dans la soupe prébiotique à partir de laquelle la vie émergea.

A gauche, zoom sur la membrane cellulaire formée par une bicouche phospholipidique. Sa structure est formée d'une tête hydrophile composée d'EtA qui fut détectée pour la première fois dans l'espace, d'un groupe phosphate lié au glycérol et de deux queues d'acides gras hydrophobes (la boule noire=atome de carbone, rouge=oxygène, bleu=azote et blanc=hydrogène). A droite, le Buckminsterfullerène ou "Buckyball", un cristal de carbone constitué de 60 atomes, fut détecté dans la nébuleuse NGC 7023 de Céphée. Certaines variétés contiennent trois coquilles imbriquées ou un atome d'hélium-3 extraterrestre en leur centre. Documents Spitzer/V. Rivilla et al. (2021) adapté par l'auteur et Daniel López/IAC/T.Lombry.

Pour l'anecdote, ajoutons qu’il n'y a plus qu'un pas à franchir pour jouer au football dans l'espace avec les petits hommes verts et de quoi se rafraîchir après le match dans une buvette en bois aggloméré ! En effet, les radioastronomes ont découvert dans l'espace interstellaire du gaz hilarant (NO2) et des molécules d’alcool attachées aux poussières glacées des nuages d’Orion. Ces nappes d’alcool sont tellement vastes que malgré leur faible densité elles soulageraient sans problème la soif de l’humanité.

Il existe également dans l'espace, notamment dans la nébuleuse de réflexion NGC 7023 siutée à 1300 années-lumière dans la constellation de Céphée, une molécule baptisée "Buckminsterfullerène"[19], C60, un troisième type de carbone cristallisé, une molécule plus petite que le diamant et en forme de ballon de football. Elle est à l'image de la géode de l'exposition universelle de Montréal en 1967 réalisée par l'architecte américain Buckminster Fuller, d'où cette molécule tire son nom. Depuis cette découverte, d’autres variétés ont été découvertes dont des molécules en forme de coquilles imbriquant jusqu’à 3 fullerènes.

 Dans ce jeu galactique tout indique que le processus de l'évolution chimique est donc une évolution cosmique. Cela ne veut pas dire que la vie soit née dans l'espace et qu'elle soit venue ensuite sur Terre comme l'imaginait Fred Hoyle. Nous avons vu qu'un milieu condensé est indispensable et une planète est plus favorable que les grains interstellaires. Si des molécules prébiotiques ont effectivement pu survivre dans l'espace, peut-être y a-t-il quelque part ailleurs dans l'univers une situation qui est sur le point d'atteindre le stade d'évolution que nous connaissons aujourd'hui sur Terre. Il y a par contre matière à discussion si nous sommes seuls dans l'univers. On y reviendra. Ce débat passionna déjà Giordano Bruno, John Milton ou Jules Verne qui imaginaient que les étoiles étaient habitées.

Pour plus d'informations

Vivre dans la glace (sur ce site)

Exobiology, NASA

Meteorites in Antarctica, NASA/JSC

NASA Astrobiology Institute

NASA Astrochemistry Lab

Panspermia, Cosmic Ancestry

Molecules in Space, U.Cologne, 2019

List of Discovered Interstellar Molecules, Obs.Paris

Creating a Cosmic Discipline: The Crystallization and Consolidation of Exobiology, 1957–1973, J.Strick, 2004

Formation des systèmes stellaires et planétaires. Conditions d'apparition de la vie (PDF), Acad. Eur. Interdisc. des Sciences, EDP Sciences, 2015

Le Soleil, la Terre... la vie. La quête des origines, Muriel Gargaud et al., Belin/Pour la Science, 2009

Des atomes aux planètes habitables, Muriel Gargaud et Philippe Claeys, Presses Universitaires de Bordeaux, 2005

L'environnement de la terre primitive, Muriel Gargaud, Presses Universitaires de Bordeaux, 2001/2005

Les traces du vivant, s/dir Muriel Gargaud, , Presses Universitaires de Bordeaux, 2003

Limits of life (Proceedings), s/dir. Cyril Ponnamperuma et Lynn Margulis, D.Reidel, 1980; Springer, 2011

Signs of Life, Collectif/Committee on the Origins and Evolution of Life, The National Academies Press, 2002

Cosmochemistry and the origin of Life, s/dir Cyril Ponnamperuma, Dordrech/D.Reidel Publ., 1983; Springer, reprint 2003.

Retour à la Bioastronomie

Page 1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 -


[19] Lire O.Berné et A.G. Tielens, PNAS, 2012; H.Kroto, Nature, 318, 1985, p162.


Back to:

HOME

Copyright & FAQ