L’art de mesurer la taille des grains interstellaires : ce que révèle JWST

09 janvier 2024 par Jennifer Noble
Grâce à la spectroscopie multi-instruments des observations du télescope spatial James Webb, et à l’aide de modèles et d'experiences d’astrophysique de laboratoire, une équipe internationale a pu démontrer une croissance précoce des grains interstellaires jusqu’à des tailles microniques dans les régions les plus sombres et les plus froides d'un nuage moléculaire jusqu'à présent mesuré.
Illustration du télescope spatial JWST mesurant la taille des grains interstellaires © Dartois et al. 2024

Les données récoltées du nuage dense du Caméléon I dans le cadre du programme Early Release Science (ERS) « Ice Age » démontrent que la croissance de ces grains peut être observée à distance, et débute très tôt dans la vie des nuages interstellaires, avant la phase dite protostellaire qui mènera à la formation de nouvelles étoiles et leur cortège possibles de planètes. Ce grossissement a pour conséquence de changer de manière significative l’interaction de la lumière avec ces grains, qui commencent à diffuser la lumière de manière significative et sélective en fonction de la longueur d’onde. Les profils spectroscopiques des bandes de glace observés dans le domaine infrarouge sont alors modifiés, ce qui en font des marqueurs de l’évolution de la taille des grains. Ces observations du JWST sondent ainsi la croissance des grains au cœur des nuages denses. Le grossissement à des tailles microniques combiné avec le ratio élevé du volume de glace par rapport à la matière plus réfractaire observé le long de ces lignes de visées indique que l’agrégation et la condensation de la phase gazeuse se produisent toutes deux de manière concomitante. De telles observations de la croissance importante des grains dans la phase de nuage dense contraignent donc la dépendance temporelle de la taille des grains le long de la trajectoire évolutive des régions de formation d’étoiles.

Cette étude, impliquant notamment l’Institut des sciences moléculaires d’Orsay et le laboratoire Physique des interactions ioniques et moléculaires, a été publiée dans la revue Nature Astronomy.

Nous dédions cet article à la mémoire du Professeur Harold Linnartz, notre collègue parti trop tôt et qui manquera cruellement à toute l’équipe de l’âge de glace.

Lien vers l’article : https://www.nature.com/articles/s41550-023-02155-x

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Plus d’information sur le site du CNRS Ingénierie

 

Contacts :

Emmanuel Dartois
Institut des Sciences Moléculaires d’Orsay (ISMO), CNRS, Université Paris-Saclay emmanuel.dartois (at) universite-paris-saclay.fr

Jennifer Noble
Physique des Interactions Ioniques et Moléculaires (PIIM), CNRS, Aix-Marseille Université jennifer.noble (at) univ-amu.fr

Le JWST est un partenariat international entre la NASA, l'ESA et l'Agence spatiale canadienne (ASC).