Molécules aux échelles de formation planétaire à l'ère ALMA/JWST – MAPSAJE

Comment un nuage de gaz moléculaire et de poussière évolue-t-il pour former un système planétaire ? Quel héritage interstellaire ce dernier conserve-t-il ? La composition chimique reste-t-elle inchangée des nébuleuses moléculaires aux planètes émergeantes ? Ou reflète-t-elle des processus caractéristiques de l'environnement où se forment les planètes ? Quelles sont les conditions nécessaires pour former un système planétaire semblable au Système Solaire ? Sont-elles fréquentes ?

Les disques de gaz et de poussières circumstellaires où naissent les planètes sont des objets de choix pour répondre à ces questions. Actuellement, la dernière génération de télescopes révèle la diversité et la richesse chimique de ces disques. Les récentes images obtenues par des radio-interféromètres tels que ALMA et NOEMA ont fourni la première preuve de formation continue de planètes dans des disques vieux de 0,1 à 10 millions d'années, via l’observation d’anneaux brillants et sombres dans leur distribution de poussière et de gaz moléculaire. La composition chimique des planètes est donc intrinsèquement liée à la localisation et l'échelle de temps de leur formation.

L'interprétation de ces observations requiert donc de comprendre où et comment chacune des molécules détectées est formée, excitée puis détruite. Pour cela, nous proposons de combiner modélisations numériques et observations multi-longueur d’ondes (radio et infrarouge) qui, grâce aux grands instruments actuels (ALMA, NOEMA, JWST, SPHERE), permettent d'atteindre la sensibilité et la résolution angulaire nécessaires pour sonder toutes les échelles jusqu'à celles où les planètes se forment (~10 ua). Notre expertise en astrochimie et développement de sondes chimiques précises (rapports isotopiques, ortho/para, et moléculaires clés) à différents stades de la formation stellaire et planétaire, tout en les replaçant dans le contexte cosmo-chimique (via la comparaison aux mesures de laboratoires ou in situ) est un atout clé.