Sciences

Voyage autour d'une jeune étoile à la découverte de la formation de la glace

VidéoClassé sous :Espace , étoile , astéroïdes

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Cette animation vidéo montre la formation d'un disque protoplanétaire autour d'une très jeune étoile, elle-même en pleine croissance. Abondante dans la nébuleuse-pouponnière, l'eau s'étale dans ce qui deviendra un système planétaire, se fixant sous forme de glaçons, lesquels formeront plus tard des croûtes de glace et des comètes.

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Quand une étoile se forme, elle est souvent entourée d'un nuage de gaz et de poussière. Au sein de ce « disque protoplanétaire », la matière s'agrège en blocs de plus en plus gros : c'est l'accrétion. Des astéroïdes se forment, puis des protoplanètes et enfin des planètes. Il faut pour cela seulement quelques millions d'années. Ce gaz est riche en eau, ce qui n'a rien d'étonnant, car les galaxies sont majoritairement constituées d'hydrogène (à 91 %) et l'oxygène arrive troisième pour la proportion (0,08 %), après l'hélium (8,8 %). La molécule d'eau (H2O) se forme donc assez facilement. C'est même l'une des plus communes dans le gaz galactique, avec les molécules carbonées. Les disques protoplanétaires héritent donc de ce petit peuple moléculaire.

Au cœur de ce grand nuage, la jeune étoile chauffe le gaz alentour et souffle de la matière (le « vent solaire », dans notre propre système planétaire). Près d'elle, l'eau ne peut se fixer en particules de glace, vite transformées en vapeur. Suffisamment loin d'elle, en revanche, l'eau peut s'agglutiner en glaçons ou se fixer dans les protoplanètes en formation : c'est « la ligne des glaces ». Dans notre Système solaire, elle se situe actuellement entre Mars et Jupiter. Autour de nos géantes, d'ailleurs, les lunes sont pour la plupart couvertes de glace d'eau. C'est le cas, pour ne citer qu'elles, d'Europe, de Callisto, de Ganymède, de Titan et d'Encelade.

L'eau peut voyager au sein des systèmes planétaires

La glace d'eau peut aussi se concentrer dans des petits corps que nous appelons « comètes » ou « astéroïdes ». La Terre, située trop près du Soleil, n'est pas dans le monde des glaces et elle est plutôt pauvre en eau, en comparaison avec les lunes glacées qui viennent d'être citées. Cependant, des astéroïdes et des comètes lui ont par la suite, très probablement, apporté des quantités d'eau substantielles. L'eau peut donc voyager bien après l'apparition des premières planètes.

Nous sommes encore loin de comprendre tous les rouages de ces mécaniques célestes. Les observations d'exoplanètes nous donnent aujourd'hui des indications supplémentaires. Elles suggèrent notamment que les systèmes planétaires sont diversifiés et que le nôtre est assez particulier, avec des géantes gazeuses restées (heureusement pour nous) loin de notre étoile.

© Nasa, JPL-Caltech, R. Hurt