Une avancée significative a été réalisée par des scientifiques, qui ont observé de la glace d’eau cristalline dans un disque de débris autour d’une étoile similaire au Soleil. Cette découverte a été rendue possible grâce aux fonctionnalités avancées du télescope spatial James Webb, ouvrant de nouvelles perspectives de recherche.
Pour la première fois, des chercheurs ont confirmé la présence de glace d’eau cristalline dans un disque de débris poussiéreux orbitant une étoile semblable au Soleil. Cette découverte a été réalisée grâce au télescope spatial James Webb de la NASA.
James Webb révèle une confirmación majeure
Depuis longtemps, les astronomes supposaient cette présence, s’appuyant partiellement sur des détections antérieures de sa forme gazeuse (la vapeur d’eau) et sur sa présence dans notre propre système solaire.
Aujourd’hui, des preuves concrètes ont été rassemblées : des chercheurs ont confirmé la présence de glace d’eau cristalline dans un disque de débris poussiéreux entourant une étoile située à environ 155 années-lumière de la Terre, en utilisant des données détaillées connues sous le nom de spectres, obtenues grâce au télescope spatial James Webb de la NASA.
Dès 2008, des données du désormais désactivé télescope spatial Spitzer suggéraient déjà la possible présence de glace dans ce système.
Les observations du Webb ont clairement révélé non seulement de la glace d’eau, mais également de la glace d’eau cristalline, semblable à celle trouvée dans des endroits comme les anneaux de Saturne et les corps glacés dans la Ceinture de Kuiper de notre système solaire.
A affirmé Chen Xie, auteur principal du nouvel article et chercheur assistant à l’Université Johns Hopkins à Baltimore, Maryland.
Toute la glace détectée par le Webb est associée à de fines particules de poussière à travers le disque — semblables à de petites « boules de neige sale ». Les résultats ont été publiés un mercredi dans la revue Nature.
Des attentes récompensées après des décennies
Quand j’étais étudiant en doctorat, il y a 25 ans, mon directeur me disait qu’il devait exister de la glace dans les disques de débris, mais avant le Webb, nous n’avions pas d’instruments assez sensibles pour réaliser de telles observations.
Ce qui est étonnant, c’est que ces données ressemblent aux autres observations récentes du télescope sur des objets de la Ceinture de Kuiper de notre propre système solaire.
A déclaré Christine Chen, coauteur et astronome au Space Telescope Science Institute à Baltimore.
La glace d’eau est un élément crucial dans les disques autour des jeunes étoiles — elle influence fortement la formation de planètes géantes et peut être transportée par des petits corps, comme des comètes et des astéroïdes, jusqu’à des planètes rocheuses déjà formées.
Maintenant que les chercheurs ont détecté de la glace d’eau avec le Webb, de nouvelles opportunités s’ouvrent pour étudier comment ces processus se déroulent de façons inédites dans de nombreux autres systèmes planétaires.
James Webb observe roches, poussière et glace en mouvement
L’étoile nommée HD 181327 est significativement plus jeune que notre Soleil. Elle est estimée à environ 23 millions d’années, comparée aux 4,6 milliards d’années du Soleil.
L’étoile est légèrement plus massive que le Soleil et aussi plus chaude, ce qui a favorisé la formation d’un système tout aussi légèrement plus vaste autour d’elle. Les observations du Webb confirment une importante lacune entre l’étoile et son disque de débris — une large région exempte de poussière.
Au-delà de cette zone, le disque de débris ressemble à la Ceinture de Kuiper de notre propre système solaire, qui contient des planètes naines, des comètes et d’autres fragments de glace et de roche (qui parfois entrent en collision).
Il y a plusieurs milliards d’années, notre Ceinture de Kuiper ressemblait probablement à ce disque de débris autour de cette étoile.
HD 181327 est un système très actif. Il y a des collisions fréquentes et continues dans son disque de débris. Lorsque ces corps glacés entrent en collision, ils libèrent de petites particules de glace d’eau mélangées à de la poussière, dont la taille est optimale pour le Webb.
A affirmé Christine Chen.
La glace d’eau — omniprésente
La glace d’eau n’est pas uniformément répartie dans ce système. La majorité se trouve dans les régions plus froides et éloignées de l’étoile.
La partie la plus externe du disque de débris est composée de plus de 20 % de glace d’eau.
A confirmée Chen Xie.
Plus près du centre, les chercheurs ont trouvé moins de glace. À l’intérieur du disque de débris, le Webb a détecté environ 8 % de glace d’eau. Dans cette zone, il est probable que les particules d’eau congelée soient produites un peu plus rapidement qu’elles ne sont détruites.
Dans la région du disque de débris la plus proche de l’étoile, le Webb n’a presque pas détecté de glace d’eau. La lumière ultraviolette intense de l’étoile pourrait vaporiser les cristaux de glace d’eau les plus proches.
Il est également possible que des roches appelées planetesimaux aient « enfermé » de la glace d’eau à l’intérieur, ce que le Webb ne peut pas détecter.
Cette équipe et de nombreux autres chercheurs continueront de chercher — et d’étudier — la glace d’eau dans les disques de débris et dans les systèmes planétaires en formation active dans notre galaxie de la Voie lactée.
La présence de glace d’eau facilite la formation de planètes.
Les matériaux gelés pourraient également finir par être ‘livrés’ aux planètes terrestres qui se forment, au fil de plusieurs centaines de millions d’années, dans des systèmes comme celui-ci.
A déclaré Xie.
Les chercheurs ont observé l’étoile HD 181327 avec le NIRSpec (Spectroscope InfraRouge Proche) du Webb, qui est extrêmement sensible aux particules de poussière très fines ne pouvant être détectées que depuis l’espace.
Le télescope spatial James Webb est le principal observatoire spatial de sciences au monde.
Le Webb dévoile les mystères de notre système solaire, explore des mondes éloignés autour d’autres étoiles et scrute les strucutures et origines mystérieuses de notre univers et de notre place en son sein.