Astrochimie des disques protoplanétaires : du nouveau du côté ligne des glaces

La formation d’une étoile s'accompagne de la formation d'un disque de gaz et de poussière (disque protoplanétaire) gravitant autour, au sein duquel se forment peu à peu les planètes. L’évolution de ces disques et plus généralement la formation des planètes font encore l’objet de nombreux questionnements, car il s’agit de mécanismes complexes et difficiles à observer.

Le travail effectué par une équipe de recherche du Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux, en collaboration avec l'IRAM, l’Université de Kiel et l'Université de Yunnan remet en question les connaissances établies sur les lignes de glace des disques protoplanétaires. Jusque-là, les astronomes définissaient une ligne de glace comme une frontière spatiale en-deçà de laquelle une espèce chimique se trouverait sous forme de gaz à cause de la chaleur produite par l’étoile, et au-delà de laquelle cette même espèce chimique, éloignée de la chaleur de l’étoile, se déposerait sous forme de glace à la surface des grains de poussière du disque protoplanétaire. Or, à même distance orbitale, la température n’est pas la même pour tous les grains: un gros grain est plus froid qu’un grain de taille micronique. La transition gaz – solide est progressive, s’étalant sur plusieurs unités astronomiques. Mieux vaut parler alors de bandes de glaces plutôt que de lignes de glace. 

Les calculs astrochimiques de modèles de disques protoplanétaires sont habituellement effectués en utilisant une seule population de grains de poussière, censée imiter les effets de différentes populations contenues dans un disque réel. Cette nouvelle étude, basée sur des simulations numériques complexes de disques composés de distributions plus réalistes de grains de poussière, suggère que les modèles classiques ne permettent pas de reproduire ces effets de températures des poussières sur la chimie.