Le régime carbone des jeunes étoiles express

‹›

Autour des jeunes étoiles, des disques de gaz et de poussière tourbillonnent — comme des chantiers de construction pour les futures planètes. C'est de cette matière que se formeront les mondes rocheux et les géantes gazeuses. La composition chimique du disque détermine donc directement ce que deviendront les planètes. Le télescope James Webb a observé les disques autour d'étoiles très légères — celles qui pèsent environ dix fois moins que le Soleil. Et il a découvert que ces disques contiennent beaucoup plus d'hydrocarbures que ne le prévoyaient les modèles.

Les hydrocarbures sont des molécules composées de carbone et d'hydrogène, comme l'acétylène. Dans les disques autour des étoiles légères, ils sont plusieurs fois plus nombreux que ne le prédisaient les calculs. Pour comprendre cette abondance, les scientifiques ont construit un modèle chimique de disque autour d'une étoile naine. Ils ont fait varier le rapport carbone/oxygène — du rapport solaire classique à un rapport fortement « carboné ». Et voilà le résultat : la quantité d'hydrocarbures est très sensible à ce rapport. Il suffit de doubler le carbone ou de réduire l'oxygène d'un facteur dix pour que les hydrocarbures deviennent nettement plus nombreux.

Le résultat, cependant, a été obtenu pour une luminosité de rayons X spécifique de l'étoile. Or, les rayons X influencent aussi la chimie : ils brisent les molécules et accélèrent les réactions. On ne peut donc pas totalement exclure que l'excès d'hydrocarbures soit dû non seulement au carbone, mais aussi à des rayons X plus faibles. Mais globalement, le tableau est clair : pour qu'il y ait autant d'hydrocarbures dans les disques autour des étoiles légères, le rapport carbone/oxygène doit être supérieur à celui du Soleil.

C'est important pour les planètes. Si le disque est riche en carbone, les planètes pourraient avoir une composition atmosphérique différente et même une croûte carbonée. De tels mondes seraient très différents de notre Terre, où l'oxygène est plus abondant que le carbone dans les roches. Les observations de Webb sur les disques autour des étoiles légères sont un aperçu de la chimie à partir de laquelle naîtront les exoplanètes.