Le centre de notre galaxie a un goût de framboise

Quand on pense au centre galactique, on imagine de jeunes étoiles en orbite autour du trou noir supermassif Sagittarius A*, dont la première image a été dévoilée le 12 mai 2022. On néglige souvent l’environnement autour de ces structures, le milieu interstellaire, qui agit comme une véritable usine chimique. Il regorge aussi bien de gaz – comprenant les rayonnements d’étoiles, constitués de particules chargées comme les protons et les électrons – que de poussière.

Le milieu interstellaire est composé en majorité d’hydrogène et d’hélium, mais d’autres éléments chimiques sont émis, notamment par les supernovae, qui désignent la fin de vie des étoiles massives en explosions. L’onde de choc produite génère du fer, de l’or, du manganèse, magnésium ou encore de l’oxygène.  

Cependant, des découvertes surprenantes de molécules organiques extraterrestres ont été opérée ces dernières années. Les astrophysiciens ont par exemple détecté des composants moléculaires de sucre comme le ribose ou le glucose dans l’astéroïde Bennu et dans des échantillons de météorites. De telles molécules constituent les briques élémentaires de tout être vivant, à la base des squelettes de l’ADN et de l’ARN, assurant le fonctionnement des cellules. Les biomolécules de sucre jouent également un rôle clé dans les processus de métabolisme et de synthèse des acides nucléiques.

Une collaboration internationale dirigée par le Centre d’astrobiologie espagnol (CAB) vient de publier récemment une étude dans Nature Astronomy dévoilant l’existence inédite d’érythulose (de formule chimique C4H8O4), un monosaccharide présent naturellement dans les fruits rouges, au sein d’un nuage moléculaire.

Un milieu chimiquement actif

Dénommé G+0.693−0.027, cet ensemble gazeux est situé à environ 27 000 années-lumière, dans la région du centre de la Voie Lactée. Le radiotélescope Yebes, situé en Espagne et celui de 30 mètres de l’IRAM (Institut de radioastronomie millimétrique, localisé à Grenoble) ont procédé à une analyse radio de la région. Les molécules en rotation dynamique émettent ou absorbent en effet des ondes radios à des fréquences spécifiques, de la même façon qu’une empreinte digitale est associée à chaque individu. Les fréquences dépendent de caractéristiques comme la forme et la masse de la molécule, constituant ainsi une empreinte spectrale unique.

En comparant avec des mesures spectroscopiques radio effectuées en laboratoire à l’université du Pays basque (Espagne), les scientifiques de la collaboration ont ainsi identifié une douzaine de lignes spectrales compatibles avec la signature chimique de l’érythrulose. Les résultats indiquent que ce sucre est au moins huit fois plus abondant que des molécules sucrières contenant trois atomes de carbone, ces dernières n’ayant pas été détectées dans le nuage moléculaire G+0.693−0.027. « Ce résultat était inattendu. En astrochimie, on s’attend plutôt à ce que les molécules du milieu interstellaire grandissent à travers le regroupement d’atomes de carbone”, explique Izaskun Jimenez Serra, astrobiologiste au CAB et auteure principal de l’étude, dans un communiqué. La biomolécule d’érythrulose peut donc se former dans les conditions extrêmes du milieu interstellaire, entre les rayonnements stellaires et les basses températures du vide spatial. 

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Vers une meilleure compréhension des origines de la vie ?

Cette détection inédite soulève alors la question non élucidée de l’origine de ces sucres et de leur arrivée sur Terre. L’étude émet l’hypothèse selon laquelle l’érythrulose se forme dans le milieu interstellaire grâce au nuage moléculaire initial (nébuleuse) donnant naissance à l’étoile hôte et aux planètes voisines. Des simulations d’astrochimie menées par l’équipe internationale d’astrobiologistes favorisent ce processus en montrant que le sucre peut se nicher dans les pièges à poussière au sein des disques protoplanétaires. La poussière s’y accumule pour ensuite former les protoplanètes. 

Les molécules comme l’érythrulose jouent ainsi un rôle fondamental dans la construction de la vie telle que nous la connaissons. En outre, les auteurs de l’étude estiment qu’entre 0,5 et 50 millions de tonnes d’érythrulose auraient pu être apportées via les impacts de météorites durant le Grand Bombardement tardif. Ce dernier désigne un moment de l’histoire du Système solaire, où de vastes impacts de comètes et d’astéroïdes ont dévasté la surface des planètes telluriques entre 4,1 à 3,9 milliards d’années. « La détection d’érythrulose est passionnante, parce qu’elle permet de mettre au jour d’autres monosaccharides comme le ribose, qui constitue l’ARN, et d’autres molécules importantes afin d’en apprendre davantage sur l’origine de la vie », conclut Carlos Briones, astrobiologiste au CAB et coauteur du papier de recherche. 

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