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Posté par Michel le Vendredi 28/03/2008 à 00:00
Découverte d'un "cousin éloigné" des acides aminés dans l'espace
Avec un radiotélescope de 30 mètres de diamètre dans la Sierra Nevada espagnole (IRAM) et deux réseaux de radiotélescopes en France (IRAM) et en Australie (ATCA), des chercheurs de l'Institut Max Planck de Radioastronomie de Bonn ont détecté pour la première fois une molécule (Une molécule est un assemblage chimique électriquement neutre d'au moins deux atomes, qui peut exister à l'état libre, et qui représente la plus...) proche chimiquement d'un acide (Un acide est un composé chimique généralement défini par ses réactions avec un autre type de composé chimique complémentaire, les bases.) aminé: l'aminoacétonitrile. Cette découverte est d'autant plus spectaculaire que la molécule est probablement un précurseur direct de la glycine, acide aminé essentiel et élément constitutif de la vie (La vie est le nom donné :).


Représentation 3D de l'acide aminé Aminoacétonitrile (NH2CH2CN)
© Sven Thorwirth. MPIfR

Le nuage interstellaire (En astronomie, nuage interstellaire est le nom générique donné aux accumulations de gaz et de poussières dans notre Galaxie. L'hydrogène contenu dans un...) "Large Molecule Heimat", où la molécule organique (La chimie organique est une branche de la chimie concernant la description et l'étude d'une grande classe de molécules à base de carbone : les composés organiques.) a été trouvée, est une condensation (La condensation est le nom donné au phénomène physique de changement d'état de la matière qui passe d'un état dilué (gaz) à un état condensé (solide ou liquide). On peut expérimenter ce changement d'état en passant lors d'une douche, où...) de gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la...) "chaud" (100 à 200 K) et très dense à l'intérieur de la région de formation d'étoiles Sagittarius B2. C'est dans cette condensation d'un diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre et limité par les points du cercle ou de la sphère. Le diamètre est aussi la longueur de ce segment. Pour indiquer qu'une...) de seulement 0,3 année-lumière (L’année-lumière (symbole al, anciennement année de lumière) est une unité de distance utilisée en astronomie. Une année-lumière est la distance parcourue par un photon (ou plus...) chauffée de l'intérieur par une étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une énorme boule de plasma comme le Soleil, qui est l'étoile la...) tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) juste formée qu'ont été découvertes la plupart des molécules organiques connues jusqu'à ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à minuit heure locale) et sa...) dans l'espace, telles que l'éthanol, le formaldéhyde, l'acide formique, le glycoaldéhyde (un sucre) et l'éthylène glycol.

Depuis 1965, plus de 140 molécules ont été découvertes dans l'espace, à l'intérieur de nuages interstellaires et dans des enveloppes autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5 genres Erythrotriorchis,...) d'étoiles. Une grande partie de ces molécules est organique, c'est-à-dire basée sur le carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.). Les "bio-molécules" font en particulier l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné par...) d'une recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension...) intensive, notamment les acides aminés, "briques" élémentaires constituant les protéines et par conséquent éléments-clés pour l'apparition de la vie. Des acides aminés ont été découverts dans des météorites sur Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par...) mais aucun n'a pu être identifié dans l'espace interstellaire jusqu'à ce jour.

L'acide aminé le plus simple, la glycine (NH2CH2COOH), est recherché dans le milieu interstellaire (En astronomie, le milieu interstellaire est le gaz raréfié qui, dans une galaxie, existe entre les étoiles et leur environnement proche. Ce gaz est habituellement extrêmement ténu, avec des densités typiques allant...) depuis longtemps sans succès. Cette difficulté a conduit les chercheurs à s'intéresser à l'aminoacétonitrile (NH2CH2CN), une molécule chimiquement proche de la glycine, vraisemblablement même un précurseur direct.

Les scientifiques de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for...) Max Planck de Radioastronomie (La radioastronomie est une branche de l'astronomie qui s'occupe de l'observation du ciel dans le domaine des ondes radio. C'est une science relativement jeune qui a fait ses débuts dans les années 1930.) ont maintenant trouvé pour la première fois des traces (TRACES (TRAde Control and Expert System) est un réseau vétérinaire sanitaire de certification et de notification basé sur internet sous la responsabilité de la...) de cette molécule. Avec le radiotélescope (Un radiotélescope est un télescope spécifique utilisé en radioastronomie pour capter les ondes radioélectriques émises par les astres. Ces ondes radio, bien que plus...) de 30 mètres de l'IRAM (1) en Espagne, ils ont enregistré un spectre constitué d'une forêt (Une forêt ou un massif forestier est une étendue boisée, relativement dense, constituée d'un ou plusieurs peuplements d'arbres et d'espèces associées. Un...) dense de 3700 raies émises par des molécules complexes. Les atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner chimiquement avec une autre....) et les molécules rayonnent en effet à des fréquences bien déterminées et produisent des raies caractéristiques dans le spectre du rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de transmission d'énergie impliquant une particule porteuse.). En analysant ces raies spectrales, les astronomes peuvent déterminer la composition chimique des nuages cosmiques. Plus une molécule est grosse, plus elle a de possibilités de libérer son énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la fois en activité et en formation à l'hôpital ou en cabinet...) sous forme de rayonnement. C'est la raison pour laquelle les molécules complexes émettent beaucoup de raies spectrales qui sont très peu intenses et donc difficiles à identifier dans la "jungle (La jungle est un type de végétation caractéristique de l’Inde : une formation herbacée comptant une proportion irrégulière d'arbres. Le succès du livre de Rudyard Kipling, Le Livre de la jungle, a...) spectrale".


Interféromètre du Plateau de Bure de l'IRAM
© André Rambaud. IRAM

"Malgré tout, nous avons réussi à attribuer clairement à la molécule aminoacétonitrile 51 raies très faibles" déclare Arnaud Belloche, chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les...) à l'Institut Max Planck et premier auteur de l'article scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes...). Ce résultat a été confirmé à une résolution spatiale 10 fois meilleure avec deux réseaux de radiotélescopes, l'Interféromètre de l'IRAM sur le Plateau de Bure en France et l'interféromètre "Australia Telescope Compact Array (2)" en Australie (L’Australie (officiellement Commonwealth d’Australie) est un pays de l’hémisphère Sud dont la superficie couvre la plus grande partie de l'Océanie. En plus de...). Ces observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le...) complémentaires ont permis de montrer que les raies émises provenaient bien de la même position à l'intérieur du "Large Molecule Heimat": "Une solide preuve de la fiabilité (Un système est fiable lorsque la probabilité de remplir sa mission sur une durée donnée correspond à celle spécifiée dans le cahier des charges.) de notre identification. Les fréquences exactes de l'aminoacétonitrile ont été fournies par le laboratoire de spectroscopie moléculaire de l'université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis,...) de Cologne, qui gère une base de données (En informatique, une base de données (Abr. : « BD » ou « BDD ») est un lot d'informations stockées dans un...) très complète sur les molécules d'intérêt astronomique".


Interféromètre ATCA (Australia Telescope Compact Array)
© ATNF

"La découverte de l'aminoacétonitrile a vraiment étendu notre compréhension de la chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec...) des régions denses et chaudes de formation d'étoiles. Je suis sûr que nous pourrons dans le futur identifier d'autres molécules organiques encore plus complexes dans le gaz interstellaire. Nous avons déjà plusieurs candidats !" affirme Karl Menten, directeur de l'Institut Max Planck de Radioastronomie.


Note(s)

(1) L'Institut de Radioastronomie Millimétrique (L'Institut de radioastronomie millimétrique ou Iram a été fondé en 1979. Il est le résultat d'une collaboration entre la France, l'Allemagne et l'Espagne. Ainsi, il dispose d'un partenaire pour chacun de ces pays : le CNRS (Centre national...) (IRAM) est un institut de recherche franco-germano-espagnol. Fondé par le CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public...) (France), la MPG (Max Planck Gesellschaft, Allemagne) et le IGN (Instituto Geografico Nacional, Espagne), l'institut exploite un radiotélescope de 30 mètres de diamètre près du Pico Veleta à presque 3000 mètres d'altitude (L'altitude est l'élévation verticale d'un lieu ou d'un objet par rapport à un niveau de base. C'est une des composantes géographique et biogéographique qui explique la répartition de la vie sur terre.) dans la Sierra Nevada espagnole, ainsi qu'un interféromètre constitué de six radiotélescopes sur le Plateau de Bure dans les Alpes françaises près de Grenoble. Les deux instruments ont contribué à la découverte de l'aminoacétonitrile dans l'espace.

(2) Le Australia Telescope Compact Array (ATCA) est également un interféromètre radio constitué de six télescopes de 22 mètres de diamètre. Il est situé à 25 kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international. Il est défini comme la distance parcourue par la lumière dans le vide en 1/299 792 458 seconde.) à l'ouest (L’ouest est un point cardinal, opposé à l'est. C'est la direction vers laquelle se couche le Soleil à l'équinoxe, le couchant (ou ponant).) de la ville (Une ville est une unité urbaine (un « établissement humain » pour l'ONU) étendue et fortement peuplée (dont les...) de Narrabri, environ 500 kilomètres au nord-ouest (Le nord-ouest est la direction entre les points cardinaux nord et ouest. Le nord-ouest est opposé au sud-est.) de Sydney en Australie. Il est exploité par l'ATNF (Australia Telescope National Facility).


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Source: CNRS/INSU
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