Une étude, dont les résultats intitulés «Imaging the water snow-line during a protostellar outburst» ont été publiés dans la revue Nature et sont disponibles sur arxiv.org, a permis, grâce aux observations du réseau ALMA, de déterminer, pour la première fois au sein d’un disque protoplanétaire, la limite eau-neige qui correspond au seuil de température en-dessous duquel l’eau du disque entourant une jeune étoile se change en neige (Notons que la première limite neigeuse du monoxyde de carbone avait été détectée par ALMA en 2013).

Rappelons tout d'abord que «les jeunes étoiles sont souvent entourées de disques de gaz et de poussière, denses et en rotation, qualifiés de protoplanétaires parce qu’en leur sein se forment les planètes». Dans ce cadre, «la chaleur issue d’une jeune étoile semblable au Soleil est telle que l’eau du disque protoplanétaire se trouve à l’état de gaz à une distance inférieure à environ 3 ua de l’étoile (ce qui représente trois fois la distance Terre-Soleil, soit 450 millions de kilomètres environ), tandis qu'à des distances supérieures «la très faible pression change les molécules d’eau gazeuse en une pellicule de glace à la surface des grains de poussière et d’autres particules»: la limite eau-neige correspond précisément «à cette région du disque protoplanétaire où se produit la transition de phase de l’eau, soit le passage de l’état gazeux à l’état solide».

L'étude ici présentée a porté sur l’étoile V883 Orionis, qui «est à peine 30% plus massive que le Soleil». Il est apparu qu'une hausse brutale de sa luminosité «a repoussé la limite eau-neige à une distance de quelque 40 ua (ce qui représente 6 milliards de kilomètres, soit approximativement le rayon de l’orbite de la planète naine Pluton dans notre Système Solaire)».

Plus précisément, «la hausse brutale de luminosité de V883 Orionis» qui s’explique «par la chute de grandes quantités de matière du disque protoplanétaire sur la surface de la jeune étoile», confère à V883 Orionis «une brillance 400 fois supérieure» que le Soleil. C'est grâce à cette forte augmentation de luminosité, «combinée à la résolution d’ALMA en mode longue base», que les «toutes premières observations de la limite eau-neige au sein d’un disque protoplanétaire» ont pu être effectuées.

Soulignons ici que «les mouvements de la neige dans l’espace revêtent un caractère essentiel dans le contexte de la formation planétaire», car «la présence de glace d’eau régule l’efficacité de la coagulation des grains de poussière» qui correspondent au premier stade de la formation planétaire: en effet, «en deçà de la limite eau-neige, là où l’eau est présente sous forme de vapeur, sont censées se former des planètes rocheuses de petite taille semblable à la nôtre», tandis qu'au-delà «la présence de glace d’eau permet la rapide formation de boules de neige cosmiques, qui éventuellement donneront lieu à la constitution de planètes massives et gazeuses telle Jupiter».

La découverte que ces explosions, «dont la survenue semble constituer une phase évolutive de la plupart des systèmes planétaires», peuvent «repousser la limite eau-neige à une distance quelque dix fois supérieure à son éloignement classique» est précieuse «pour le développement de bons modèles de formation planétaire». Ainsi, cette toute première observation par ALMA d’un phénomène qui semble être courant, apporte une information pour «une compréhension plus fine des processus de formation et d’évolution planétaires au sein de l’Univers».