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Record de taille pour un anion interstellaire

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La chimie interstellaire n'en finit pas de surprendre les cosmochimistes par sa richesse et sa complexité. En moins d'un an, c'est trois molécules chargées négativement qui ont été découvertes dans les nuages interstellaires. La dernière s'appelle C8H- et c'est la plus longue de ce type découverte jusqu'à présent. Tout comme la précédente, elle a stupéfié les théoriciens qui ne pensaient pas son existence possible étant donné les conditions physiques dans les nuages moléculaires. Pour les chercheurs, c'est une révolution, car ils doivent revoir les détails des réactions chimiques à l'œuvre dans l'espace.

La molécule carbonée chargée négativement témoigne d'une chimie interstellaire plus complexe que prévue (Crédit : Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF).

L'existence d'anions dans les milieux astrophysiques n'est pas en soi une découverte. Déjà, dans les années 30-40 du siècle dernier, un état négativement chargé de l'atome d'hydrogène avait été proposé pour rendre compte du spectre d'absorption du Soleil et des prix Nobel du calibre de Bethe et Chandrasekhar avaient prédit théoriquement son existence et certaines des caractéristiques de son spectre.

Toutefois, de même que la simple existence de molécules interstellaires carbonées complexes avait paru complètement impossible il y a plusieurs dizaines d'années avant leur détection par la radioastronomie, de même des molécules chargées négativement ne devaient pas être stables dans les conditions de densité et de température des nuages moléculaires.

Pour les cosmochimistes, la découverte très rapide de trois anions ne peut vouloir dire qu'une seule chose : on vient juste de mettre en évidence la partie émergée d'un iceberg de réactions chimiques complexes et inattendues qui doivent être très fréquentes et ouvrir de nouvelles perspectives pour expliquer l'apparition de la vie et la formation des systèmes planétaires.

130 molécules neutres environ sont déjà connues et une autre bonne douzaine sont des molécules chargées positivement, ionisées en grande partie par le rayonnement UV intense des jeunes étoiles se formant dans les nuages moléculaires denses et froids. Ces molécules possèdent un spectre d'émissions/absorptions bien spécifique que l'on peut observer en laboratoire, et qui sert alors de carte d'identité pour détecter leur présence dans l'espace.

C'est en analysant le rayonnement  provenant de l'enveloppe de l'étoile géante IRC +10 216 dans la constellation du Lion que Anthony J. Remijan du National Radio Astronomy Observatory (NRAO) et ses collègues ont pu faire la découverte de l'anion C8H- .

Une autre équipe a elle aussi fait cette découverte mais cette fois-ci, dans la région de la constellation du Taureaux appelée TMC-1 pour Taurus Molecular Cloud 1. Cela renforce donc l'idée que des réactions chimiques nouvelles faisant intervenir des anions sont partout présentes dans l'Univers, d'autant plus que le nombre des anions détectés s'est trouvée être important.

Les deux équipes ont publié en commun leurs résultats dans un article d'Astrophysical Journal Letters. On peut se faire une idée de la taille de cette molécule en voyant sa représentation en bas du dessin d'artiste ci-dessous.

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