Il peut sembler incongru de trouver de la glace d'eau dans le disque de gaz et de poussière entourant une étoile. Le feu et la glace ne se mélangent pas. Nous ne trouverions jamais de glace près de notre Soleil.
Mais notre soleil est vieux. Environ 5 milliards d'années, avec environ 5 milliards de plus à parcourir. Certaines étoiles plus jeunes, d'un type appelé étoiles Herbig Ae / Be (d'après l'astronome américain George Herbig,) sont si jeunes qu'elles sont entourées d'un disque circumstellaire de gaz et de poussière qui n'a pas encore été utilisé par la formation de planètes. Pour ces types d'étoiles, la présence de glace d'eau n'est pas forcément inattendue.
La glace d'eau joue un rôle important dans un jeune système solaire. Les astronomes pensent que la glace d'eau aide les grandes planètes gazeuses à se former. La présence de glace rend la section externe d'un disque planétaire plus dense. Cette densité accrue permet aux noyaux des planètes gazeuses de fusionner et de se former.
Les jeunes systèmes solaires ont ce qu'on appelle une ligne de neige. C'est la frontière entre les planètes terrestres et gazeuses. Au-delà de cette ligne de neige, la glace dans le disque protoplanétaire encourage la formation de planètes gazeuses. À l'intérieur de cette ligne de neige, le manque de glace d'eau contribue à la formation de planètes terrestres. Vous pouvez le voir dans notre propre système solaire, où la ligne de neige devait être entre Mars et Jupiter.
Une équipe d'astronomes utilisant le télescope Gemini a observé la présence de glace d'eau dans le disque protoplanétaire entourant l'étoile HD 100546, une étoile Herbig Ae / Be à environ 320 années-lumière de nous. À seulement 10 millions d'années, cette étoile est plutôt jeune et c'est une étoile bien étudiée. Le Hubble a trouvé des motifs complexes en spirale dans le disque, et jusqu'à présent, ces motifs sont inexpliqués.
HD 100546 est également remarquable car en 2013, des recherches ont montré la formation probable d'une planète dans son disque. Ce fut une occasion rare d'étudier les premiers stades de la formation des planètes. Trouver de la glace dans le disque et découvrir sa profondeur dans le disque est une information clé pour comprendre la formation des planètes dans les jeunes systèmes solaires.
Pour trouver cette glace, il a fallu des astro-détours intelligents. Le télescope Gemini a été utilisé, avec son imageur coronagraphique proche infrarouge (NICI), un outil utilisé pour étudier les géantes gazeuses. L'équipe a installé des filtres à glace H2O pour aider à réduire la présence de glace d'eau. Le disque protoplanétaire autour des jeunes étoiles, comme dans le cas du HD 100546, est une combinaison mélangée de poussières et de gaz, et isoler les types de matériaux dans le disque n'est pas facile.
De la glace d'eau a été trouvée dans les disques autour d'autres étoiles Herbig Ae / Be, mais la profondeur de distribution de cette glace n'a pas été facile à comprendre. Cet article montre que la glace est présente dans le disque, mais de façon superficielle, avec des processus de photo-désorption UV responsables de la destruction des grains de glace d'eau plus près de l'étoile.
Cela peut sembler banal, alors dites que plus d'études sont nécessaires, comme disent les auteurs de l'étude. Mais vraiment, en science, n'est-il pas toujours nécessaire d'étudier davantage? Arriverons-nous jamais à la fin de la compréhension? Certainement pas. Et certainement pas en ce qui concerne la formation des planètes, ce qui est assez important à comprendre.
