Le 7 octobre 2026, une équipe internationale co-dirigée par la professeure Maria Drozdovskaya de l’Université de Bern a publié dans Astronomy & Astrophysics les premiers résultats du programme COMPASS (Complex Organic Molecules in Protostars with ALMA Spectral Surveys). Sept articles, plus de 100 heures d’observation avec ALMA, 11 protostars étudiées. Deux découvertes majeures : la première détection dans l’espace de méthanol entièrement deutéré (CD₃OD), et la présence généralisée de masers de méthanol autour d’étoiles en formation de faible masse. C’est la chimie qui précède la formation des planètes, et potentiellement de la vie.
Qu’est-ce que COMPASS ?
Le nuage moléculaire de Persée, à environ 1 000 années-lumière, où ALMA a détecté du méthanol entièrement deutéré (CD3OD) pour la première fois dans l’espace. Crédit : Ekaterina Moerova / MPIfR ; fond : NASA, CXC, SSC, NOAO, DSS.
COMPASS est un grand programme d’ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), le réseau de radiotélescopes le plus puissant au monde, situé dans le désert d’Atacama au Chili. Le programme a été sélectionné en 2022 parmi environ 40 propositions, avec un taux de réussite de 10 %. ALMA a alloué plus de 100 heures d’observation pour cataloguer systématiquement la composition chimique de 11 protostars de type solaire.
Un protostar, c’est une étoile en formation. Une étoile naît dans un nuage moléculaire dense, où la gravité fait s’effondrer le gaz et la poussière. Le coeur s’échauffe, s’enveloppe d’un disque de matière, et expulse des jets bipolaires. C’est dans ce disque que se formeront les planètes. Le protostar est le stade juste avant l’allumage de la fusion thermonucléaire.
COMPASS étudie la chimie de ce disque et de l’enveloppe environnante. ALMA détecte les empreintes spectrales des molécules organiques, comme un spectre lumineux révèle la composition d’un gaz. Chaque molécule a sa propre signature radio. Avec 66 antennes synchronisées, ALMA peut cartographier la distribution spatiale des molécules autour du protostar à des échelles comparables à notre Système solaire.
Deux découvertes majeures
Du méthanol entièrement deutéré (CD₃OD) pour la première fois dans l’espace
La première découverte est la détection, pour la première fois dans l’espace, de méthanol entièrement deutéré, noté CD₃OD. Dans cette molécule, tous les atomes d’hydrogène (H) du méthanol (CH₃OH) sont remplacés par du deutérium (D), un isotope lourd de l’hydrogène.
Le deutérium survit dans des conditions extrêmes. Sa présence dans une molécule organique autour d’un protostar indique que la chimie a opéré à des températures très basses, dans des conditions où le deutérium est préféré à l’hydrogène pour former des liaisons chimiques. La détection de CD₃OD autour du protostar IRAS 4A2, dans le nuage moléculaire de Persée à environ 1 000 années-lumière, montre que la chimie pré-biotique peut atteindre un niveau de sophistication inattendu dès les premières phases de la formation stellaire.
Arnaud Belloche (Max Planck Institute for Radio Astronomy) a dirigé l’article qui reporte cette détection. Le méthanol est le plus simple des alcools, mais il joue un rôle central dans la formation de molécules organiques plus complexes. Le trouver entièrement deutéré, c’est trouver un building block de la vie dans sa forme la plus exotique.
Des masers de méthanol autour d’étoiles de faible masse
La deuxième découverte est la détection d’émissions maser de méthanol autour de plus de la moitié des 11 protostars étudiés. Un maser, c’est l’équivalent radio d’un laser : des molécules de méthanol qui émettent un signal radio amplifié, comme un phare. On pensait que ces masers de méthanol étaient réservés aux étoiles massives en formation, beaucoup plus énergétiques. Les découvrir autour d’étoiles de faible masse, de type solaire, montre que des conditions physiques extrêmes locales peuvent prévaloir même autour d’étoiles ordinaires.
« Le fait qu’on le trouve désormais aussi dans un protostar de faible masse montre que des conditions physiques extrêmes peuvent prévaloir localement, de manière analogue aux étoiles massives, et remet en question notre compréhension de la formation des étoiles de type solaire », a déclaré Maria Drozdovskaya.
L’ancrage suisse : Maria Drozdovskaya, Université de Bern
Maria Drozdovskaya est professeure au Département de chimie, biochimie et sciences pharmaceutiques de l’Université de Bern. Elle est co-fondatrice et co-investigatrice principale du programme COMPASS, l’un des quatre grands programmes sélectionnés par ALMA en 2022.
La Suisse est au coeur de cette découverte. L’astrophysique moléculaire à l’Université de Bern est unique en Suisse et émerge comme un pilier clé de ce domaine de recherche. Drozdovskaya a co-dirigé le programme avec Adele Plunkett (NSF NRAO), Audrey Coutens (Université de Toulouse, France) et Jeong-Eun Lee (Université nationale de Séoul, Corée du Sud).
Le programme a réuni plus de 30 chercheurs d’Europe, d’Amérique du Nord et d’Asie. L’Université de Bern est représentée par le groupe de recherche de Drozdovskaya, spécialisé en astrophysique moléculaire.
Pourquoi c’est important pour l’astronomie amateur
ALMA n’est pas un télescope accessible aux amateurs. Les protostars étudiées par COMPASS sont à 1 000 années-lumière dans le nuage de Persée, invisible à l’oeil nu depuis la Suisse en automne. Mais le nuage de Persée est une région de formation stellaire visible dans le ciel d’automne et d’hiver. NGC 1333, l’une des régions étudiées par COMPASS, est observable au télescope de 200 mm comme une nébuleuse de réflexion faible.
Plus important encore, COMPASS traque la chimie qui précède la formation des planètes. Les molécules organiques détectées autour de ces protostars, dont le méthanol et sa forme deutérée, sont les building blocks qui se retrouveront dans les planètes, les comètes et potentiellement les océans. C’est la chimie qui a précédé la vie sur Terre, vue dans des étoiles en formation à 1 000 années-lumière.
La suite
L’analyse complète du jeu de données COMPASS prendra encore plusieurs années. Tous les détectés dans les 11 protostars seront étudiés systématiquement. Des programmes complémentaires sont en cours, notamment avec le télescope spatial James Webb (JWST).
« Notre travail donne un aperçu de la chimie complexe des jeunes systèmes stellaires et constitue finalement une pièce importante du puzzle pour comprendre l’origine de la vie », a conclu Drozdovskaya.
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