Une équipe internationale d'astronomes, dont plusieurs chercheurs néerlandais, a découvert pour la première fois la molécule de benzène (C
6H
6) dans un disque planétaire en formation autour de la jeune étoile J160532. Pas seulement du benzène, mais aussi de nombreux autres composés carbonés plus petits mais, et c'est tout aussi remarquable, très peu de molécules riches en oxygène.
Le spectre MIRI de J160532. Les lignes d'émission de benzène, de diacétylène et de dioxyde de carbone peuvent être vues comme des pics étroits dans le spectre. L'acétylène (C2H2) est si abondant qu'il donne de larges bosses dans le spectre. Il n'y a pas d'eau dans le disque.
Credit: JWST/MIRI/Tabone et al.
L'étoile observée est de petite taille et assez jeune, avec seulement un dixième de la masse de notre soleil. Autour de ces petites étoiles jeunes, de nombreuses planètes rocheuses similaires à la Terre se forment dans des disques de gaz et de poussière. Mais jusqu'à présent, il était difficile d'étudier les molécules dans la partie chaude et interne de ces disques.
Pour cette recherche, les scientifiques ont utilisé les données du spectromètre MIRI à bord du télescope spatial James Webb. MIRI peut voir à travers les nuages de poussière et est particulièrement bien adapté pour étudier le gaz chaud dans les disques internes.
En plus de la première observation de benzène dans un disque de formation planétaire, les chercheurs ont également vu du diacétylène pour la première fois et une quantité inhabituellement importante de gaz acétylène, un hydrocarbure très réactif. Curieusement, il y a très peu d'eau et de dioxyde de carbone dans ce disque. Ces composés riches en oxygène sont régulièrement observés dans les disques de poussière.
Les chercheurs soupçonnent que le benzène et le (di-)acétylène sont libérés dans le disque suite à la destruction des grains de poussière riches en carbone par la jeune étoile active. Les grains de poussière restant contiendraient des silicates avec relativement peu de carbone. Dans une phase ultérieure, les grains à faible teneur en carbone s'agglomèrent en de plus grandes structures. Celles-ci deviennent finalement des planètes rocheuses comme la Terre. Ce scénario pourrait expliquer pourquoi notre propre Terre est si pauvre en carbone.
Les chercheurs sont en train de décortiquer les données de plus de 30 autres disques de poussière autour de jeunes étoiles et les données sur 20 autres disques sont attendues cette année. Ils s'attendent à découvrir d'autres molécules et à acquérir plus de connaissances sur la formation des planètes autour des étoiles.
Ce travail n'est qu'un premier aperçu des conditions physiques et chimiques dans lesquelles des planètes semblables à la nôtre se forment.