Le télescope James Webb est devenu une véritable machine à découvertes scientifiques. Deux ans après son lancement, le plus grand instrument d'observation jamais envoyé en orbite qui succède à Hubble, a déjà dévoilé des images inédites du cosmos. L'astrophysicien toulousain Olivier Berné, qui coordonne l'un des 13 programmes de recherche précoces du télescope a ainsi dévoilé en septembre 2022 de magnifiques clichés de la nébuleuse d'Orion, pouponnière d'étoiles située à 1350 années-lumière de la Terre.
En juin dernier, grâce à l'instrument infrarouge européen Miri du James Webb Space Telescope, son équipe a ensuite réussi à identifier pour la première fois en dehors du système solaire des traces de methyl cation, une molécule recherchée par les astronomes depuis les années 70 pour son rôle crucial dans la chimie organique.
Des étoiles jeunes 100.000 fois plus lumineuses que le Soleil
L'équipe d'Olivier Berné fait cette semaine la une du magazine américain de référence Science, en révélant pour la première fois le rôle du rayonnement des étoiles massives dans le sculptage des systèmes planétaires. En braquant le télescope sur la pouponnière d'étoiles d'Orion, les scientifiques ont observé le comportement des disques protoplanétaires, ces disques de poussières et de gaz entourant les jeunes étoiles et qui sont également le berceau des planètes.
« Le rayonnement de ces étoiles (environ dix fois plus massives que le Soleil et surtout 100.000 fois plus lumineuses) chauffe le gaz et génère une forme d'évaporation du gaz des disques protoplanétaires », explique Olivier Berné, directeur de recherche au CNRS et astrophysicien à l'Irap (Institut de recherche en astrophysique et planétologie).
Dans la nébuleuse d'Orion, les scientifiques ont observé qu'en raison de l'irradiation intense des étoiles massives, le système planétaire étudié («d203-506») ne pourrait pas former une planète telle que Jupiter (dix fois moins massive que le Soleil).
L'infrarouge, révélateur de données inédites
Une découverte une nouvelle fois permise grâce à la technologie infrarouge embarquée à bord du James Webb Space Telescope. Cette dernière permet de regarder à travers les couches de poussière de l'environnement spatial, contrairement à son prédécesseur Hubble qui observait le cosmos uniquement grâce à la lumière visible.
« La spectroscopie infrarouge nous permet de réaliser des mesures très précises de la température et de la quantité du gaz, deux paramètres essentiels pour mesurer le taux de matière qui s'échappe des disques protoplanétaires », relève Olivier Berné.
Ces travaux sur la nébuleuse d'Orion pourraient aussi éclairer la connaissance de notre système solaire car la pouponnière d'étoiles semble constituer un environnement similaire à celui dans lequel est né notre système solaire, il y a 4,5 milliards d'années.
Plus globalement, pour Olivier Berné :
« Cette découverte souligne le fait que les étoiles et donc les planètes ne se forment pas de manière isolée. Les étoiles se forment en amas : des centaines, des milliers, voire des dizaines de centaines de milliers d'étoiles naissent simultanément, et chacune des étoiles a des effets sur les autres mais aussi sur les planètes en train de se former à proximité. C'est un aspect qui a longtemps été négligé dans le passé, tout simplement, parce qu'il s'agissait d'un phénomène assez difficile à à observer directement. »
Les scientifiques vont chercher à confirmer dans les prochains mois cette découverte en observant de nouveaux systèmes planétaires. Le programme de recherche international va aussi s'intéresser aux objets substellaires, qui ne sont pas en orbite autour d'une étoile et qui voguent en toute liberté dans le cosmos. Un autre champ vierge de la recherche à défricher.
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