Chlorure de méthyle organohalogéné découvert par ALMA autour des étoiles naissantes dans IRAS 16293-2422. Ces mêmes composés organiques ont été découverts dans la fine atmosphère entourant 67P/C-G par la sonde spatiale Rosetta. L'image d'arrière-plan du complexe nuageux de Rho Ophiuchi provient du Wide-field Infrared Explorer (WISE) de la NASA. Crédit :B. Saxton (NRAO/AUI/NSF); NASA/JPL-Caltech/UCLA
Les astronomes utilisant l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ont détecté la faible empreinte moléculaire du chlorure de méthyle - un produit chimique couramment produit par des processus industriels et biologiques ici sur Terre - autour d'un système stellaire infantile connu sous le nom d'IRAS 16293-2422. Des traces de ce composé organique ont également été découvertes dans la fine atmosphère de la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko (67P/C-G) par la sonde spatiale Rosetta.
Chlorure de méthyle (CH3Cl), également connu sous le nom de fréon-40, fait partie d'une classe de molécules appelées organohalogénés. Cette nouvelle observation ALMA est la toute première détection d'un organohalogéné stable dans l'espace interstellaire. Les résultats sont publiés dans la revue Astronomie de la nature .
La découverte cosmique de ce composé organique, cependant, est une nouvelle décevante pour les astrobiologistes, qui avait précédemment suggéré de rechercher du chlorure de méthyle dans les atmosphères des mondes extraterrestres comme indicateur possible de la vie. Les récentes détections ALMA et Rosetta soulèvent des doutes sur cette proposition, toutefois. Ils indiquent que le chlorure de méthyle se forme naturellement dans les nuages interstellaires et dure assez longtemps pour faire partie d'un système solaire en formation.
IRAS 16293-2422 est une collection de plusieurs étoiles infantiles, ou protoétoiles, chacun à peu près la même masse que notre Soleil. Il est situé à environ 400 années-lumière de la Terre et est toujours entouré de son cocon natal de poussière et de gaz.
"Trouver des organohalogénés près de ces jeunes, Les étoiles semblables au soleil étaient surprenantes, " a déclaré l'auteur principal Edith Fayolle, chercheur au Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) à Cambridge, Masse., au moment de la découverte. "Nous n'avons tout simplement pas prédit sa formation et avons été surpris de le trouver dans des concentrations aussi importantes. Il est clair maintenant que ces molécules se forment facilement dans les pépinières stellaires, fournir des informations sur l'évolution chimique des systèmes solaires, y compris le nôtre."
"La découverte par ALMA des organohalogénés dans le milieu interstellaire nous renseigne également sur les conditions de départ de la chimie organique sur les planètes. Une telle chimie est une étape importante vers les origines de la vie, " a déclaré Karin Öberg, astrochimiste au CfA et co-auteur de l'étude. « Sur la base de notre découverte, les organohalogénés sont susceptibles d'être un constituant de ce qu'on appelle la «soupe primordiale», à la fois sur la jeune Terre et sur les exoplanètes rocheuses nouvellement formées."
Emplacement approximatif de la comète 67P/C-G lorsque la sonde spatiale Rosetta a découvert des traces de chlorure de méthyle - la même molécule détectée par ALMA autour de la région de formation d'étoiles IRAS 16293-2422 - ainsi que d'autres molécules. Crédit :B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)
ALMA est capable de fonctionner comme un analyseur chimique interstellaire en détectant les faibles signaux radio émis naturellement par les molécules dans l'espace. Chaque molécule a une empreinte digitale distincte, ou série de pointes, dans le spectre radio. Pour les grands, molécules organiques, cependant, ce signal peut être difficile à détecter. Les molécules plus grosses émettent une gamme plus large, bien que plus faible par la suite, série de pointes dans le spectre. Il faut des instruments incroyablement sensibles comme ALMA pour démêler le signal révélateur de molécules comme le chlorure de méthyle.
Le vaisseau spatial Rosetta a pu détecter la molécule dans l'atmosphère de la comète 67P/C-G à l'aide de l'instrument embarqué connu sous le nom de Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis (ROSINA).
"ROSINA a pu capturer certaines des molécules autour de la comète, séparez-les en masse, et comptez-les avec une précision exquise, " a déclaré Kathrin Altwegg de l'Université de Berne, La Suisse, et chercheur principal de ROSINA. "Cet instrument très sensible nous a permis de détecter une multitude de produits chimiques autour de la comète, dont celui également découvert par ALMA loin de notre système solaire."
Les chercheurs notent également qu'une abondance d'organohalogénés autour d'un jeune analogue semblable au Soleil démontre que la chimie organique présente dans le milieu interstellaire implique des halogènes, ce qui n'était pas connu auparavant.
En outre, ALMA et Rosetta ont tous deux détecté cette molécule dans des rapports d'abondance similaires. Puisque les comètes sont un vestige de la formation de notre système solaire et conservent une empreinte chimique de cette époque, les nouvelles observations soutiennent l'idée qu'un jeune système solaire peut hériter de la composition chimique de son nuage parent formateur d'étoiles.
"C'est le cas, cependant, soulève la question :quelle part du contenu organique de la comète est directement héritée des premiers stades de la formation des étoiles ?", a déclaré Fayolle. « Des recherches supplémentaires d'organohalogénés autour d'autres protoétoiles et comètes doivent être entreprises pour aider à trouver la réponse. »
