Les astronomes utilisant le télescope spatial de la NASA / ESA / CSA James Webb ont détecté la phosphine (PH3) Dans l’atmosphère de Wolf 1130C, un nain brun pauvre en métal dans le système triple Wolf 1130ABC.
Wolf 1130ABC est situé à environ 54 années-lumière dans la constellation de Cygnus.
Également connu LHS 482, GLIESE 781 et ROSS 1069B, ce système se compose de trois composants: le Cool Red Star Wolf 1130A, le White Dwarf Wolf 1130B massif et le Brown Dwarf Wolf 1130C.
Découvert pour la première fois en 2013, Wolf 1130C suit une large orbite autour du double système serré de Wolf 1130A et Wolf 1130b.
«Notre programme d’astronomie, appelé Arcana des anciens, se concentre sur les nains bruns anciens et pauvres en métaux comme moyen de tester notre compréhension de la chimie atmosphérique», a déclaré le professeur de San Diego à l’Université de Californie, Adam Burgasser.
«Comprendre le problème avec la phosphine a été l’un de nos premiers objectifs.»
Dans les atmosphères riches en hydrogène des planètes géants du gaz comme Jupiter et Saturne, la phosphine se forme naturellement.
En tant que tels, les scientifiques ont longtemps prédit que la phosphine devrait être présente dans les atmosphères des géants du gaz en orbite autour d’autres étoiles et dans leurs cousins plus massifs, les nains bruns.
Pourtant, la phosphine a largement échappé à la détection, même dans les observations antérieures de Webb, suggérant des problèmes avec notre compréhension de la chimie du phosphore.
« Avant Webb, la phosphine devait être abondante dans les atmosphères naines d’exoplanet et brunes, suite aux prédictions théoriques basées sur le mélange turbulent que nous connaissons existe dans ces sources », a déclaré le Dr Sam Beiler, chercheur postdoctoral au Trinity College Dublin.
Wolf 1130C a été une source préférée pour les astronomes nains bruns en raison de sa faible abondance de «métaux» – essentiellement tous les éléments autres que l’hydrogène et l’hélium – par rapport au Soleil.
Contrairement à d’autres nains bruns, les auteurs ont repéré la phosphine dans les données spectrales infrarouges de Webb de Wolf 1130C.
Pour bien comprendre les implications de leurs résultats, ils devaient quantifier l’abondance de ce gaz dans l’atmosphère de Wolf 1130C.
«Pour déterminer l’abondance des molécules dans Wolf 1130C, j’ai utilisé une technique de modélisation connue sous le nom de récupérations atmosphériques», a déclaré le Dr Eileen Gonzales de l’Université d’État de San Francisco.
«Cette technique utilise les données Webb pour soutenir la part de chaque espèce de gaz moléculaire dans l’atmosphère.»
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« Il se peut que dans des conditions normales, le phosphore soit lié dans une autre molécule comme le trioxyde de phosphore », a déclaré le Dr Beiler.
« Dans l’atmosphère appauvri en métal de Wolf 1130C, il n’y a pas assez d’oxygène pour prendre le phosphore, permettant à la phosphine de se former à partir de l’hydrogène abondant. »
Une autre possibilité est que le phosphore a été généré localement dans le système Wolf 1130ABC, en particulier par le nain blanc Wolf 1130B.
« Une naine blanche est la balle restante d’une étoile qui a fini de fusion de son hydrogène », a déclaré le professeur Burgasser.
«Ils sont si denses que lorsqu’ils accrétent du matériel à leur surface, ils peuvent subir des réactions nucléaires en fuite, que nous détectons comme Novae.»
Alors que les astronomes n’ont pas vu de preuves de tels événements dans le système Wolf 1130ABC de l’histoire récente, Novae a généralement des cycles d’éclate de milliers à des dizaines de milliers d’années.
Ce système est connu depuis un peu plus d’un siècle, et les explosions invisibles auraient pu laisser un héritage de pollution du phosphore.
Comprendre pourquoi ce nain brun montre une signature claire de la phosphine peut conduire à de nouvelles perspectives sur la synthèse du phosphore de la Voie lactée et sa chimie dans les atmosphères planétaires.
« Comprendre la chimie de la phosphine dans les atmosphères des nains bruns où nous ne nous attendons pas à ce que la vie est cruciale si nous espérons utiliser cette molécule dans la recherche de la vie sur des mondes terrestres au-delà de notre système solaire », a déclaré le professeur Burgasser.
L’étude apparaît aujourd’hui dans la revue Science.
