Des comètes autour d’une jeune étoile pourraient révéler l’origine de l’eau sur Terre

Si l’eau est omniprésente sur Terre, son origine reste encore discutée. Une partie pourrait avoir été incorporée aux matériaux qui ont formé notre planète, tandis que des corps riches en eau ont probablement également contribué à alimenter les régions internes du jeune Système solaire. Parmi eux, les comètes sont des candidates potentielles, même si leur rôle exact demeure débattu.

Pour comprendre comment de l’eau peut atteindre les régions où se forment les planètes rocheuses, les astronomes se tournent vers des systèmes beaucoup plus jeunes que le nôtre. À environ 370 années-lumière, PDS 70 offre un aperçu rare de cette période.

De l’eau là où elle ne devrait pas être

PDS 70 est une étoile jeune, âgée d’environ 5 millions d’années, encore entourée d’un disque de gaz et de poussières, située dans la constellation du Centaure. Deux planètes géantes, PDS 70 b et PDS 70 c, y ont déjà été détectées, contribuant à creuser une vaste cavité dans le disque protoplanétaire.

Une découverte réalisée grâce au télescope spatial James-Webb rend ce système encore plus intrigant : de la vapeur d’eau est présente dans sa région interne, à seulement quelques centièmes de la distance qui sépare la Terre du Soleil. Cette présence est surprenante car à cette distance de l’étoile, l’environnement est extrêmement chaud, avec une température dépassant 300 °C. La glace ne peut donc pas y subsister, ce qui soulève des questions sur la manière dont de l’eau ou des matériaux capables d’en libérer peuvent parvenir jusque-là.

Une équipe de chercheurs a réexaminé des observations spectroscopiques de PDS 70, en étudiant notamment les raies d’absorption du sodium. Les observations révèlent des signatures qui apparaissent et disparaissent rapidement, avec des vitesses variables, difficiles à expliquer par un simple vent provenant du disque.

Les chercheurs proposent alors une hypothèse : ces signatures pourraient être produites par des corps plongeant vers l’étoile et se désagrégeant sous l’effet de la chaleur, autrement dit, de potentielles exocomètes. Ils présentent leurs résultats dans la revue Nature.

Des planètes capables de catapulter les comètes

Pour comprendre comment ces petits corps pourraient se retrouver sur des trajectoires les conduisant près de leur étoile, l’équipe a réalisé des simulations numériques. Les calculs montrent que les interactions gravitationnelles avec les deux planètes géantes peuvent fortement modifier les orbites des planétésimaux présents dans les régions externes du disque. Certains peuvent ainsi être placés sur des trajectoires très excentriques, les ramenant très près de leur étoile.

Les planètes géantes pourraient jouer le rôle de « catapultes gravitationnelles », redistribuant les petits corps à travers le système et envoyant certains d’entre eux vers sa région interne. Ce mécanisme permettrait de transporter de la matière depuis les régions froides, où les glaces peuvent se conserver, jusqu’aux zones plus chaudes proches de l’étoile.

Ce scénario évoque des événements similaires qui ont pu se produire dans notre propre Système solaire, où les interactions gravitationnelles avec les planètes géantes ont remodelé les orbites des petits corps, permettant à certains d’être envoyés vers les régions internes.

PDS 70 ne résout pas le mystère de l’origine de nos océans, mais offre une occasion rare d’observer les mécanismes de redistribution de matière à l’œuvre pendant la formation des planètes. Si les signatures détectées correspondent bien à des exocomètes, elles pourraient montrer comment des petits corps glacés sont capables de voyager des régions froides vers les zones internes d’un jeune système planétaire.

Source : Futura Sciences