Un cocon étoilé avec des molécules organiques découvert à l’extrême bord de notre galaxie

Image conceptuelle d’artiste d’une protoétoile découverte dans la galaxie la plus éloignée. Crédit : Université de Niigata

Pour la première fois, des astronomes ont découvert une étoile nouveau-née et son cocon environnant de molécules organiques complexes au bord de notre galaxie, connue comme la galaxie la plus externe. La découverte, qui a révélé la complexité chimique cachée de notre univers, apparaît dans un document de recherche en Journal d’Astrophysique.

Des scientifiques de l’Université de Niigata (Japon), de l’Institut d’astronomie et d’astrophysique Academia Sinica (Taïwan) et de l’Observatoire astronomique national du Japon ont utilisé le grand millimètre/sous-réseau d’Atakama (Alma) au Chili pour observer une étoile nouveau-née (une protoétoile) dans la région WB89-789, située dans la galaxie la plus externe. Une variété de molécules de carbone, d’oxygène, d’azote, de soufre et de silicium ont été découvertes, y compris des molécules organiques complexes contenant jusqu’à neuf atomes. Une telle protoétoile, ainsi que le cocon de gaz moléculaire chimiquement riche qui l’accompagne, ont été découverts pour la première fois au bord de notre galaxie.

Les observations d’ALMA révèlent que différents types de molécules organiques complexes, comme le méthanol (CH3OH) et l’éthanol (C2h5OH), formiate de méthyle (HCOOCH3), l’éther diméthylique (CH3Et3), formamide (NH2CHO), propanentrile (C2h5CN), etc., même dans l’environnement primordial de l’extrême galaxie externe. Ces molécules organiques complexes sont susceptibles d’agir comme matières premières pour les plus grosses molécules prébiotiques.

Protostar galactique à spectre radio extérieur extrême

Ci-dessus : Spectre radio d’une protoétoile dans la galaxie la plus externe découverte avec ALMA. En bas : distributions des émissions radio de la protoétoile. Émissions de poussières, formaldéhyde (H2CO), radical éthynyle (CCH), monosulfure de carbone (CS), monoxyde de soufre (SO), monoxyde de silicium (SiO), acétonitrile (CH3CN), formamide (NH2CHO), propannitrile (C2H5CN) , formiate de méthyle (HCOOCH3), l’éthanol (C2H5OH), l’acétaldéhyde (CH3CHO), l’eau déminéralisée (HDO) et le méthanol (CH3OH) sont présentés à titre d’exemples. Dans le panneau inférieur droit, une image composite infrarouge bicolore de la région environnante est affichée (rouge : 2,16 µm et bleu : 1,25 µm, sur la base des données 2MASS). Crédit : ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), T. Shimonishi (Nigata University)

Fait intéressant, l’abondance relative de molécules organiques complexes dans cet objet nouvellement découvert est remarquablement similaire à celle trouvée dans des objets similaires dans la galaxie interne. Les observations indiquent que des molécules organiques complexes se forment avec une efficacité similaire même au bord de notre galaxie, où l’environnement est très différent du voisinage solaire.

On pense que la partie extérieure de notre galaxie abrite encore un environnement primitif qui existait au début de la formation des galaxies. Les caractéristiques environnementales de la galaxie la plus externe, par exemple, une faible abondance d’éléments lourds, peu ou pas de perturbation des bras spiraux galactiques, diffèrent grandement de celles que nous voyons dans le voisinage solaire actuel. En raison de ses propriétés uniques, l’Extreme Outer Galaxy est un excellent laboratoire pour étudier la formation des étoiles et le milieu interstellaire dans l’environnement galactique passé.

« Grâce à ALMA, nous avons pu voir une étoile en formation et son cocon moléculaire environnant au bord de notre galaxie », explique Takashi Shimonishi, astronome à l’Université de Niigata, au Japon, et auteur principal du document de recherche. « À notre grande surprise, une variété de molécules organiques complexes sont abondantes dans l’environnement primordial de la galaxie externe extrême. Les conditions interstellaires pour la formation de complexes chimiques peuvent avoir persisté depuis le début de l’histoire de l’univers », ajoute Shimonishi.

« Ces observations ont révélé que des molécules organiques complexes peuvent se former efficacement même dans des environnements à faible teneur en métaux tels que les régions externes de notre galaxie. Cette découverte fournit une pièce importante du puzzle pour comprendre comment les molécules organiques complexes se forment dans l’univers », explique Kenji Fruya. , astronome à l’Astronomical Observatory National au Japon et co-auteur du document de recherche.

Cependant, il n’est pas encore clair si cette complexité chimique est courante dans la partie externe de la galaxie. Les molécules organiques complexes sont particulièrement intéressantes, car certaines d’entre elles sont attachées aux molécules prébiotiques formées dans l’espace. L’équipe prévoit d’observer un plus grand nombre de régions de formation d’étoiles à l’avenir, et espère clarifier si les systèmes chimiquement riches, comme on le voit dans notre système solaire, sont omniprésents tout au long de l’histoire de l’univers.

Référence : « Hot Molecular Core Discovery in the Extreme Outer Galaxy » par Takashi Shimonishi, Natsuko Izumi, Kenji Furuya et Chikako Yasui, 1er décembre 2021 Disponible ici Journal d’Astrophysique.
DOI : 10.3847 / 1538-4357 / ac289b

Ce travail est soutenu par une subvention de la Société japonaise pour la promotion de la science (19H05067, 21H00037, 21H01145).

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