La galaxie naine voisine connue sous le nom de Grand Nuage de Magellan (LMC) est un lieu chimiquement primitif.

Contrairement à la Voie lactée, cette collection semi-spirale de quelques dizaines de milliards d'étoiles manque de la riche abondance d'éléments lourds de notre galaxie, comme le carbone, oxygène, et l'azote. Avec une telle pénurie d'éléments lourds, les astronomes prédisent que le LMC devrait contenir une quantité comparativement dérisoire de molécules complexes à base de carbone. Les observations précédentes du LMC semblent soutenir ce point de vue.

De nouvelles observations avec l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), cependant, ont découvert les "empreintes digitales" chimiques étonnamment claires des molécules organiques complexes du méthanol, éther diméthylique, et le formiate de méthyle. Bien que les observations précédentes aient trouvé des traces de méthanol dans le LMC, les deux derniers sont des découvertes sans précédent et représentent les molécules les plus complexes jamais détectées de manière concluante en dehors de notre galaxie.

Les astronomes ont découvert la faible "lueur" de longueur d'onde millimétrique des molécules émanant de deux embryons denses formant des étoiles dans le LMC, régions connues sous le nom de « noyaux chauds ». Ces observations peuvent fournir des informations sur la formation de molécules organiques tout aussi complexes au début de l'histoire de l'univers.

"Même si le Grand Nuage de Magellan est l'un de nos plus proches compagnons galactiques, nous nous attendons à ce qu'il partage une étrange similitude chimique avec des jeunes galaxies de l'univers primordial, " dit Marta Sewi?o, un astronome du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland, et auteur principal d'un article paru dans le Lettres de revues astrophysiques .

Les astronomes qualifient ce manque d'éléments lourds de « faible métallicité ». Il faut plusieurs générations de naissance et de mort d'étoile pour semer généreusement une galaxie avec des éléments lourds, qui sont ensuite absorbés par la prochaine génération d'étoiles et deviennent les éléments constitutifs de nouvelles planètes.

"Jeune, les galaxies primordiales n'ont tout simplement pas eu le temps de s'enrichir chimiquement, " a déclaré Sewi?o. " Les galaxies naines comme le LMC ont probablement conservé cette même composition jeune en raison de leurs masses relativement faibles, ce qui ralentit considérablement le rythme de la formation des étoiles."

"En raison de sa faible métallicité, le LMC offre une fenêtre sur ces débuts, galaxies adolescentes, " a noté Rémy Indebetouw, astronome à l'Observatoire national de radioastronomie de Charlottesville, Virginie, et co-auteur de l'étude. "Les études de formation d'étoiles de cette galaxie fournissent un tremplin pour comprendre la formation d'étoiles dans l'univers primitif."

Les astronomes ont concentré leur étude sur la région de formation d'étoiles N113 dans le LMC, qui est l'une des régions les plus massives et les plus riches en gaz de la galaxie. Des observations antérieures de cette zone avec le télescope spatial Spitzer de la NASA et l'observatoire spatial Herschel de l'ESA ont révélé une concentration surprenante de jeunes objets stellaires - des protoétoiles qui viennent de commencer à chauffer leurs pépinières stellaires, les faisant briller brillamment dans la lumière infrarouge. Au moins une partie de cette formation d'étoiles est due à un effet de type domino, où la formation d'étoiles massives déclenche la formation d'autres étoiles dans le même voisinage général.

Sewi?o et ses collègues ont utilisé ALMA pour étudier plusieurs jeunes objets stellaires dans cette région afin de mieux comprendre leur chimie et leur dynamique. Les données ALMA ont révélé de manière surprenante les signatures spectrales révélatrices de l'éther diméthylique et du formiate de méthyle, molécules qui n'ont jamais été détectées si loin de la Terre.

Molécules organiques complexes, ceux avec six atomes ou plus, y compris le carbone, sont quelques-uns des éléments constitutifs de base des molécules qui sont essentielles à la vie sur Terre et - vraisemblablement - ailleurs dans l'univers. Bien que le méthanol soit un composé relativement simple par rapport à d'autres molécules organiques, elle est pourtant indispensable à la formation de molécules organiques plus complexes, comme celles qu'ALMA a récemment observées, entre autres.

Si ces molécules complexes peuvent facilement se former autour des protoétoiles, il est probable qu'ils perdurent et fassent partie des disques protoplanétaires des jeunes systèmes stellaires. De telles molécules ont probablement été livrées à la Terre primitive par des comètes et des météorites, aider à relancer le développement de la vie sur notre planète.

Les astronomes spéculent que puisque des molécules organiques complexes peuvent se former dans des environnements chimiquement primitifs comme le LMC, il est possible que le cadre chimique de la vie ait émergé relativement tôt dans l'histoire de l'univers.