Le passage à la chimie axée sur les ultraviolets dans les disques de formation de planètes marque le début de la formation de planètes à un stade avancé


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    La chimie de la formation des planètes fascine les chercheurs depuis des décennies parce que le réservoir chimique dans les disques protoplanétaires – la poussière et le gaz à partir desquels les planètes se forment – a un impact direct sur la composition des planètes et leur potentiel de vie.

    De nouvelles recherches du département d’astronomie de l’Université du Michigan suggèrent que la chimie dans le développement des planètes à un stade avancé est alimentée par les rayons ultraviolets, plutôt que par les rayons cosmiques ou les rayons X, et cette nouvelle compréhension fournit une signature chimique qui aide les chercheurs à retracer les exoplanètes jusqu’à leur pépinières cosmiques dans les disques de formation des planètes.

    Jenny Calahan, doctorante en astronomie et première auteure de l’article, paru dans Astronomie naturellea déclaré que la découverte était en partie un heureux accident, en partie s’appuyant sur des travaux antérieurs.

    “Il a été démontré qu’il existe des molécules organiques brillantes et complexes présentes dans les parties les plus froides et les plus denses des disques de formation de planètes”, a déclaré Calahan. “Cette émission brillante a été déroutante car nous nous attendons à ce que ces molécules soient gelées à ces températures, pas dans le gaz où nous pouvons les observer.”

    Ces molécules émettent à partir de régions situées à moins 400 degrés Fahrenheit, et à ces températures, on pense qu’elles sont congelées sur de minuscules solides que les astronomes appellent des grains de poussière, ou pour les solides de taille millimétrique à cm comme des cailloux. Ces molécules doivent s’ajouter à un revêtement glacé sur les grains, de sorte qu’elles ne peuvent pas être observées dans le gaz.

    Le disque de formation des planètes a trois composants principaux, un plan médian poussiéreux riche en cailloux, une atmosphère gazeuse et une petite population de poussière couplée au gaz. Au fur et à mesure que le disque de formation des planètes évolue au fil du temps, l’environnement changeant affecte la chimie à l’intérieur. Pour tenir compte de la luminosité observée, Calahan a ajusté son modèle pour diminuer la masse de la petite population de poussière – qui bloque généralement les photons UV – pour permettre à davantage de photons UV de pénétrer profondément dans ces régions les plus froides du disque. Cela reproduisait la luminosité observée.

    “Si nous avons un environnement riche en carbone associé à un environnement riche en UV en raison de l’évolution des petits solides dans les régions de formation des planètes, nous pouvons produire des composés organiques complexes dans le gaz et reproduire ces observations”, a-t-elle déclaré.

    Ceci représente l’évolution des petites poussières dans le temps.

    Il y a environ 20 ans, les chercheurs ont réalisé que la chimie du disque gazeux était régie par une chimie fonctionnant sur des échelles de temps plus courtes et alimentée par des sources telles que les rayons cosmiques et les rayons X, a déclaré Edwin Bergin, chercheur principal, professeur et titulaire de la chaire d’astronomie.

    “Notre nouveau travail suggère que ce qui compte vraiment, c’est le champ de rayonnement ultraviolet généré par l’étoile accrétant la matière du disque”, a-t-il déclaré. “Les premières étapes de la fabrication des planètes, formant des solides de plus en plus gros, font passer la chimie des rayons cosmiques et des rayons X au début, à celle des UV pendant la phase où l’on pense que les planètes géantes sont nées.

    “Le travail de Jenny nous dit que pour les mondes terrestres, si vous vous demandez comment ils obtiennent des choses comme l’eau, la partie clé de l’évolution est les premières phases avant que ce changement ne se produise. C’est à ce moment que les molécules volatiles qui composent la vie – le carbone, l’hydrogène, l’azote — sont implantés dans des solides qui font des mondes semblables à la Terre. Ces planètes ne naissent pas dans cette phase, mais plutôt la composition des solides devient fixe. Les étapes ultérieures de ce modèle nous expliquent comment déterminer la composition du matériau qui fait les planètes géantes. “

    Les co-auteurs incluent : Arthur Bosman et Evan Rich, tous deux du département d’astronomie de l’UM.

    Houssen Moshinaly

    Rédacteur en chef d'Actualité Houssenia Writing. Rédacteur web depuis 2009.

    Blogueur et essayiste, j'ai écrit 9 livres sur différents sujets comme la corruption en science, les singularités technologiques ou encore des fictions. Je propose aujourd'hui des analyses politiques et géopolitiques sur le nouveau monde qui arrive. J'ai une formation de rédaction web et une longue carrière de prolétaire.

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