Le télescope spatial James Webb a détecté une abondance extraordinaire de molécules organiques dans le noyau profondément obscurci de la galaxie IRAS 07251-0248, une galaxie ultra-lumineuse dans l'infrarouge, selon des résultats publiés aujourd'hui dans Nature Astronomy. L'équipe de recherche, dirigée par le Dr Ismael García Bernete du Centre d'astrobiologie en Espagne et la professeure Dimitra Rigopoulou de l'Université d'Oxford, a identifié du benzène, du méthane, de l'acétylène, du diacétylène et du triacétylène dans la région centrale de la galaxie. Plus remarquable encore, l'équipe a réalisé la toute première détection du radical méthyle en dehors de la Voie lactée, une étape majeure qui ouvre de nouvelles perspectives pour la compréhension de la chimie organique dans les environnements galactiques extrêmes.
IRAS 07251-0248 est l'une des galaxies les plus lumineuses dans l'infrarouge de l'univers local, avec sa région centrale enfouie sous d'épaisses couches de gaz et de poussière qui bloquent la majeure partie du rayonnement provenant de son trou noir supermassif. Les télescopes traditionnels ne peuvent pas pénétrer ce voile dense, mais les capacités infrarouges du JWST ont permis à l'équipe d'observer à travers le matériau obscurcissant grâce à des observations spectroscopiques couvrant la gamme de longueurs d'onde de 3 à 28 microns, en combinant les données des instruments NIRSpec et MIRI pour cartographier les signatures chimiques des molécules en phase gazeuse, des glaces et des grains de poussière.
Les concentrations de petites molécules organiques détectées dans le noyau de la galaxie ont largement dépassé les prédictions des modèles théoriques actuels. García Bernete a déclaré que l'équipe avait trouvé une complexité chimique inattendue, avec des abondances bien supérieures aux prévisions. La recherche désigne les rayons cosmiques, abondants dans ces noyaux extrêmes, comme la force motrice derrière cette richesse moléculaire. Ces particules à haute énergie fragmentent les hydrocarbures aromatiques polycycliques et les grains de poussière riches en carbone, libérant de petites molécules organiques dans la phase gazeuse en quantités que ni la chaleur du trou noir ni la turbulence du gaz environnant ne pouvaient expliquer seuls.
La détection du benzène et du radical méthyle revêt une importance particulière pour l'astrobiologie. Rigopoulou a souligné que les petites molécules organiques pourraient jouer un rôle vital dans la chimie prébiotique, représentant une étape importante vers les acides aminés et les nucléotides, les éléments constitutifs fondamentaux de la vie. Les résultats suggèrent que les ingrédients chimiques nécessaires aux molécules biologiques complexes pourraient être bien plus répandus dans l'univers qu'on ne le pensait auparavant.
L'étude représente une expansion significative des contributions du JWST à l'astrochimie depuis son lancement. En démontrant que les environnements galactiques extrêmes peuvent abriter de riches inventaires organiques, la recherche remet en question les modèles existants de formation et de destruction moléculaire dans les galaxies. L'équipe prévoit d'étendre ses observations à d'autres galaxies ultra-lumineuses dans l'infrarouge pour déterminer si la richesse organique trouvée dans IRAS 07251-0248 est une anomalie ou une caractéristique commune des noyaux galactiques fortement obscurcis.
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