Sciences

Propylène : découverte d'une nouvelle molécule interstellaire dans TMC-1

ActualitéClassé sous :chimie , Gaz interstellaire , nuage sombre

Une équipe de scientifiques espagnols, français et allemands a détecté la molécule de propylène au sein du nuage sombre TMC-1 (Taurus Molecular Cloud), une région formée principalement de poussières et sans étoiles, relativement voisine à une distance de 450 années-lumière.

Le radiotélescope de 30 mètres de l'IRAM. Crédit IRAM.

Cette molécule CH2CHCH3 possède trois atomes de carbone, comme d'autres molécules interstellaires déjà identifiées telles CH3CCH et c-C3H2). Son abondance a été démontrée, alors qu'elle était totalement absente des modèles de chimie élaborés jusqu'à présent. Cette nouvelle découverte montre que les modèles de réactions chimiques au sein de ces objets diffus restent encore très lacunaires et que la richesse chimique du milieu interstellaire est loin d'être connue dans tous ses détails.

La molécule de propylène. Les atomes de carbone sont représentés par des sphères gris foncés, ceux d'hydrogène par des sphères gris clair. Crédit IRAM.

Les nuages interstellaires sont le siège d'une chimie particulièrement complexe et riche, fait surprenant pour un milieu naturel. On y rencontre de nombreuses molécules avec des radicaux et des ions moléculaires de toutes tailles, depuis le simple monoxyde de carbone (CO) jusqu'aux longues chaînes carbonées telles HC11N ou C8H.

Jusqu'à présent, les chercheurs pensaient que le milieu interstellaire, caractérisé par une très basse température (10 degrés au-dessus du zéro absolu) et une très faible densité (au maximum un million de particules par cm3) favoriseraient les espèces réactives insaturées en hydrogène comme les radicaux ou les chaînes carbonées, les espèces saturées étant éventuellement présentes en phase solide mais pas en phase gazeuse. Mais la détection dans TMC-1 de la molécule de propylène contredit cette hypothèse.

Bien que l'abondance de cette molécule soit tout à fait comparable à celle d'autres composés de taille et poids similaires, sa détection se heurtait à un problème. Cette molécule a un moment dipolaire particulièrement faible, ce qui rend le rayonnement  produit par les raies lumineuses émises lors des transitions entre niveaux d'énergies de rotation bien moins intense, à abondance identique, que celui produit par un radical chimique de fort moment dipolaire. Cette difficulté a pu être contournée au moyen du radiotélescope de 30 mètres de l'IRAM (Institut de RadioAstronomie Millimétrique) installé dans la Sierra Nevada près de Grenade (Espagne), dont la sensibilité et la bonne résolution angulaire ont permis cette avancée.

Spectres du propylène obtenus avec le télescope de 30m de l'IRAM. Crédit IRAM.

La présence de cette molécule de propylène démontre que notre connaissance de la chimie du milieu interstellaire est encore très incomplète, et des travaux d'exploration systématiques, tels le relevé spectral conduit par l'équipe de José Cernicharo, sont nécessaires pour mieux la comprendre.

En identifiant de nouvelles voies de formation de molécules organiques, cette découverte permettra aussi de perfectionner les réseaux de réactions chimiques servant de base à la modélisation du milieu interstellaire. Ainsi, les rôles respectifs de la chimie en phase gazeuse, et de la chimie dans les manteaux de glaces, entourant les poussières interstellaires, pourront être mieux déterminés car la formation de molécules saturées en hydrogène se montre efficace en phase solide grâce au mécanisme d'addition d'atomes d'hydrogène adsorbés sur ces manteaux de glace.

Sources :