Les molécules organiques peuvent-elles survivre à une explosion de supernova ?

Pour la première fois, des astronomes ont découvert des cocons stellaires riches en molécules organiques complexes au sein d’un rémanent de supernova. Une équipe de recherche de l’Université de Niigata, de l’Université de Gifu, du RIKEN et de l’Université de Kyoto, au Japon, a utilisé le Grand réseau millimétrique/submillimétrique de l’Atacama (ALMA) pour observer le rémanent d’une étoile massive qui a explosé il y a environ 1 600 ans.

L’équipe a découvert des cocons chauds et denses de gaz moléculaire entourant des étoiles naissantes, connus sous le nom de cœurs chauds, marquant ainsi la première détection de tels objets dans un rémanent de supernova. Cette découverte suggère que les étoiles naissantes peuvent rester protégées au sein de leurs cocons natals, permettant à leur riche composition moléculaire de survivre même sous l’intense rétroaction d’une supernova. Les résultats ont été publiés dans The Astrophysical Journal le 1er juillet 2026.

Notre Système solaire pourrait s’être formé dans une région fortement influencée par l’explosion d’une supernova proche. Cette possibilité est suggérée par l’analyse des matériaux primitifs du Système solaire, qui sont censés conserver une trace de l’environnement dans lequel le Système solaire est né.

Les étoiles d’une masse environ dix fois supérieure à celle du Soleil terminent leur vie par des explosions spectaculaires appelées supernovae. Ces événements font partie des phénomènes les plus énergétiques de l’Univers, forgeant des éléments plus lourds que le fer, accélérant les rayons cosmiques (particules chargées à haute énergie) et pouvant déclencher la formation de la prochaine génération d’étoiles. Pourtant, une question importante reste sans réponse : comment les puissantes ondes de choc et les particules énergétiques produites par une supernova affectent-elles les ingrédients chimiques à partir desquels les étoiles et les planètes se forment ? Dans de tels environnements, la rétroaction des supernovae peut soit détruire les molécules organiques, soit favoriser la formation de nouvelles espèces moléculaires.

Pour répondre à cette question, l’équipe de recherche a ciblé le rémanent de supernova RX J1713.7−3946 à l’aide d’ALMA. Leur objectif était de rechercher des étoiles naissantes entourées de gaz moléculaire chaud dans cet environnement extrême. De tels objets sont connus sous le nom de cœurs chauds, et ils constituent des laboratoires uniques pour étudier la chimie des matériaux de formation des étoiles et des planètes.

La sensibilité et la résolution angulaire exceptionnelles d’ALMA ont permis à l’équipe de découvrir deux cœurs chauds dans le rémanent de supernova – les premières détections de ce type jamais réalisées dans des rémanents de supernova. Les deux cœurs chauds présentent une riche émission moléculaire, incluant une grande variété de molécules organiques. L’équipe a également constaté que les abondances relatives de molécules organiques complexes dans l’un des cœurs chauds nouvellement découverts sont remarquablement similaires à celles mesurées dans des régions de formation d’étoiles ordinaires n’ayant pas subi d’explosions de supernova à proximité.

« Ces observations indiquent que même dans l’environnement hostile d’un rémanent de supernova, les étoiles naissantes peuvent rester bien protégées au sein de leurs cocons natals, préservant leur riche composition moléculaire, » déclare Takashi Shimonishi, astronome à l’Université de Niigata, au Japon, et auteur principal de l’article. « Les environnements capables d’abriter des molécules organiques complexes – des éléments constitutifs potentiels de la chimie prébiotique – pourraient être plus diversifiés qu’on ne le pensait auparavant, » ajoute Shimonishi.

Les auteurs discutent des explications possibles de cette résilience surprenante. Une possibilité est que les cœurs chauds n’ont que récemment commencé à subir les effets de la supernova, ce qui n’a pas laissé suffisamment de temps aux particules énergétiques pour modifier significativement leur chimie. Une autre possibilité est que de puissants champs magnétiques, supposés être amplifiés par le choc de la supernova, suppriment la pénétration des rayons cosmiques dans le gaz moléculaire dense, protégeant ainsi les cœurs chauds et préservant leur inventaire moléculaire.

Bien que les cœurs chauds découverts dans cette étude aient conservé leur richesse moléculaire malgré leur présence dans un rémanent de supernova, on ne sait pas encore si c’est le résultat typique de la rétroaction des supernovae. Les observations futures devraient fournir une image beaucoup plus complète des propriétés physiques et chimiques des régions de formation d’étoiles et de planètes ayant été influencées par des explosions de supernova. Ces observations apporteront de nouvelles perspectives sur la question de savoir si l’environnement dans lequel notre Système solaire s’est formé était typique ou exceptionnel.

Article : Survival of Molecular Complexity under Recent Supernova Feedback: Detection of Hot Cores in RX J1713.7-3946 – Journal : The Astrophysical Journal – DOI : Lien vers l’étude

Source : Niigata U.