Nouveau scénario sur l’origine de l’azote cométaire

The disk orbiting the 8 Myr old TTauri star TW Hya, seen in CN (left), and in HCN, H13CN, and HC15N, with the ALMA interferometer.

L’azote du système solaire présente une très grande hétérogénéité isotopique, avec un rapport 14N/15N allant de 440 dans le Soleil et Jupiter, à des valeurs aussi basses que 50 dans certains grains des matrices chondritiques. À l’opposé, les comètes présentent un rapport universel 14N/15N de 140, quel que soit le type d’orbite cométaire (courte on longue) ou le porteur dans l’azote (HCN, CN, NH2, NH3, NO, N2). Comment, quand, et où ces réservoirs ont été formés, n’est pas connu, mais répondre à ces questions apporterait des contraintes sur la formation cométaire et la dynamique du système solaire primitif.

Les disques protoplanétaires offrent des possibilités uniques d’étude de la diversité des réservoirs d’azote dans des contextes similaires au système solaire à l’époque de la formation des planètes et des comètes. En utilisant ALMA, Hily-Blant et al. ont obtenu des mesures à haute résolution spatiale du HCN et de ses isotopologues H13CN et HC15N, dans le disque emblématique en orbite autour de l’étoile TTauri TW Hya, âgée de 8 millions d’années. Le rapport moyen 14N/15N mesuré sur le disque dans HCN est de 225, ce qui est nettement inférieur à la valeur mesurée précédemment en CN par les auteurs sur le même disque de 330. Cela confirme l’existence d’au moins deux réservoirs d’azote.

Plus important encore, le rapport HC14N/HC15N montre un gradient radial à l’intérieur du disque, qui augmente régulièrement de 120-180 à 20-30 au (c’est-à-dire à la distance présumée de la zone de formation des comètes) à 340 à 45 au, où il rejoint la valeur mesurée dans le milieu interstellaire local. L’augmentation vers l’extérieur du rapport 14N/15N dans le HCN peut s’expliquer, au moins qualitativement, par un effet de fractionnement dû à la photodissociation sélective de N2.

Dans l’ensemble, ces résultats confirment un scénario dans lequel le disque externe de la nébuleuse protosolaire est de l’azote interstellaire non fractionné, tandis que le rayonnement de l’étoile a produit un réservoir fractionné, plus près du proto-Soleil, et en particulier, à la distance de la formation des comètes.

Radial dependence of the HC14N/HC15N and HCN/H13CN abundance ratios in the TW Hya orbiting disk.
The increase from 120 to 340 of HCN/HC15N indicates that the reservoir of nitrogen in comets was produced in the protosolar nebula and suggests that selective photodissociation was the dominant process
Référence : Voir le site de A&A
Contact scientifique local :
Pierre Hily-Blant | IPAG | pierre.hily-blant (at) univ-grenoble-alpes.fr