Le 29 août 2012, l'équipe de Jes Jørgensen, à l'Université de Copenhague, annonçait dans The Astrophysical Journal Letters la première détection de glycolaldéhyde (HOCH₂CHO) dans un système de protoétoiles binaires de faible masse. Ce sucre élémentaire, le plus simple de la famille des aldoses, le précurseur direct du ribose — squelette sucré de l'ARN — était identifié à seulement 60 unités astronomiques de IRAS 16293-2422, à la distance approximative de Pluton dans notre Système solaire.
Quatorze ans plus tard, IRAS 16293 reste le hot corino le plus observé du ciel. Et le glycolaldéhyde y a livré, depuis, une histoire autrement plus riche que la simple détection initiale.
Une molécule, un message
Pourquoi cette détection a-t-elle compté ? Pour trois raisons.
- La distance. 60 UA, c'est la zone où, dans un système comme le nôtre, se forment les comètes. Trouver un sucre à cette distance signifie que les comètes peuvent en hériter directement, sans réaction terrestre supplémentaire.
- L'étoile. IRAS 16293 est une protoétoile de masse comparable à celle du Soleil, à un âge d'environ cent mille ans. Autrement dit : c'est un instantané plausible de ce qu'a été notre propre étoile.
- La chimie. Le glycolaldéhyde s'accompagne, dans le même environnement, d'éthylène glycol, de méthanol, de formiate de méthyle, de glycine isomère candidate. Ce n'est pas une espèce isolée : c'est un écosystème.
Une chimie de glaces qui patiente
Comment se forme cette molécule ? Les modèles convergent vers une voie de surface, sur les manteaux glacés des grains de poussière. Pendant la phase froide précédant l'effondrement protostellaire — qui peut durer plusieurs millions d'années — le formaldéhyde (H₂CO) s'accumule sur les grains et se transforme progressivement en méthanol et en glycolaldéhyde par hydrogénation et par recombinaison de radicaux induits par le rayonnement cosmique secondaire.
Quand la jeune étoile s'allume, la température monte, les glaces subliment et libèrent en phase gazeuse cette cargaison patiemment accumulée. C'est exactement ce qu'on voit dans IRAS 16293 : une chimie de surface dont on ne perçoit que la signature en phase gazeuse après sublimation.
« Le glycolaldéhyde n'a pas été fabriqué près de la jeune étoile. Il y a été déposé après une longue maturation dans les glaces du nuage parent. »
Du laboratoire à l'espace, et retour
Cette interprétation a été testée en laboratoire, notamment au LERMA à Paris et au LASIR à Lille, par dépôt de mélanges H₂O–CO–CH₃OH à 10 K et bombardement par UV. Le glycolaldéhyde apparaît dans ces simulations, avec un rendement compatible avec les abondances observées. Le triangle observation–laboratoire–modèle fonctionne.
Plus récemment, des observations ALMA ont permis de cartographier le glycolaldéhyde dans plusieurs hot corinos différents — pas seulement IRAS 16293. La molécule semble robuste, présente partout où des protoétoiles solaires se forment.
Et la chiralité ?
Le glycolaldéhyde lui-même n'est pas chiral, mais ses cousins immédiats — glycéraldéhyde, dihydroxyacétone, ribose — le sont. Leur détection, encore à venir dans les hot corinos, sera l'étape décisive. Aux fréquences accessibles à ALMA et au futur ngVLA, les candidats sont nombreux. Patience.