De nouvelles observations d'ALMA montrent qu'il y a du sel de table ordinaire dans un endroit pas si ordinaire :1, 500 années-lumière de la Terre dans le disque entourant une jeune étoile massive. Bien que des sels aient été trouvés dans les atmosphères d'autrefois, étoiles mourantes, c'est la première fois qu'on les voit autour de jeunes étoiles dans des pépinières stellaires. La détection de ce disque incrusté de sel peut aider les astronomes à étudier la chimie de la formation des étoiles ainsi qu'à identifier d'autres protoétoiles similaires cachées dans des cocons denses de poussière et de gaz.

Une équipe d'astronomes et de chimistes utilisant l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) a détecté les empreintes chimiques du chlorure de sodium (NaCl) et d'autres composés salés similaires émanant du disque poussiéreux entourant Orion Source I, un énorme, jeune étoile dans un nuage poussiéreux derrière la nébuleuse d'Orion.

"C'est incroyable de voir ces molécules, " a déclaré Adam Ginsburg, un Jansky Fellow de l'Observatoire national de radioastronomie (NRAO) à Socorro, Nouveau Mexique, et auteur principal d'un article accepté pour publication dans le Journal d'astrophysique . "Comme nous n'avons jamais vu ces composés que dans les couches externes des étoiles mourantes, nous ne savons pas exactement ce que signifie notre nouvelle découverte. La nature de la détection, cependant, montre que l'environnement autour de cette étoile est très inhabituel."

Pour détecter des molécules dans l'espace, les astronomes utilisent des radiotélescopes pour rechercher leurs signatures chimiques - des pointes révélatrices dans les spectres étalés de la lumière radio et de longueur d'onde millimétrique. Les atomes et les molécules émettent ces signaux de plusieurs manières, en fonction de la température de leur environnement.

Les nouvelles observations d'ALMA contiennent un ensemble hérissé de signatures spectrales - ou de transitions, comme les astronomes les appellent - des mêmes molécules. Pour créer des empreintes moléculaires aussi fortes et variées, les différences de température où résident les molécules doivent être extrêmes, allant de 100 kelvin à 4, 000 kelvin (environ -175 Celsius à 3700 Celsius). Une étude approfondie de ces pointes spectrales pourrait fournir des informations sur la façon dont l'étoile chauffe le disque, ce qui serait aussi une mesure utile de la luminosité de l'étoile.

« Lorsque nous examinons les informations fournies par ALMA, nous voyons environ 60 transitions différentes - ou empreintes digitales uniques - de molécules comme le chlorure de sodium et le chlorure de potassium provenant du disque. C'est à la fois choquant et excitant, " a déclaré Brett McGuire, un chimiste au NRAO à Charlottesville, Virginie, et co-auteur de l'article.

Les chercheurs pensent que ces sels proviennent de grains de poussière qui sont entrés en collision et ont déversé leur contenu dans le disque environnant. Leurs observations confirment que les régions salées tracent l'emplacement du disque circumstellaire.

"Habituellement, lorsque nous étudions les protoétoiles de cette manière, les signaux du disque et la sortie de l'étoile s'embrouillent, rendant difficile la distinction l'une de l'autre, " dit Ginsburg. " Puisque nous pouvons maintenant isoler juste le disque, nous pouvons apprendre comment il se déplace et quelle masse il contient. Cela peut aussi nous dire de nouvelles choses sur la star."

La détection de sels autour d'une jeune étoile intéresse également les astronomes et les astrochimistes car certains des atomes constitutifs des sels sont des métaux, le sodium et le potassium. Cela suggère qu'il pourrait y avoir d'autres molécules contenant des métaux dans cet environnement. Si c'est le cas, il peut être possible d'utiliser des observations similaires pour mesurer la quantité de métaux dans les régions de formation d'étoiles. "Ce type d'étude ne nous est pas du tout disponible actuellement. Les composés métalliques flottants sont généralement invisibles pour la radioastronomie, " a noté McGuire.

Les signatures salées ont été trouvées environ 30 à 60 unités astronomiques (AU, ou la distance moyenne entre la Terre et le Soleil) des étoiles hôtes. Sur la base de leurs observations, les astronomes en déduisent qu'il peut y avoir jusqu'à un sextillion (un avec 21 zéros après) kilogrammes de sel dans cette région, ce qui équivaut à peu près à la masse entière des océans de la Terre.

"Notre prochaine étape dans cette recherche est de rechercher des sels et des molécules métalliques dans d'autres régions. Cela nous aidera à comprendre si ces empreintes chimiques sont un outil puissant pour étudier un large éventail de disques protoplanétaires, ou si cette détection est unique à cette source, " a déclaré Ginsburg. " En regardant vers l'avenir, le VLA de prochaine génération prévu aurait le bon mélange de sensibilité et de couverture de longueur d'onde pour étudier ces molécules et peut-être les utiliser comme traceurs pour les disques formant des planètes. »

La source d'Orion I s'est formée dans le nuage moléculaire d'Orion I, une région de naissance d'étoiles explosive précédemment observée avec ALMA. [Et ici.] "Cette étoile a été éjectée de son nuage parent à une vitesse d'environ 10 kilomètres par seconde il y a environ 550 ans, " a déclaré John Bally, astronome à l'Université du Colorado et co-auteur de l'article. "Il est possible que des grains de sel solides aient été vaporisés par des ondes de choc alors que l'étoile et son disque ont été brusquement accélérés par une rencontre rapprochée ou une collision avec une autre étoile. Il reste à voir si la vapeur de sel est présente dans tous les disques entourant les protoétoiles massives, ou si une telle vapeur trace des événements violents comme celui que nous avons observé avec ALMA."