Une nouvelle molécule dans un nuage sombre interstellaire
Publié par Michel le 17/07/2007 à 00:00
Source et illustration: Observatoire de Paris
Une équipe hispano-franco-allemande vient d'identifier la molécule de propylène dans le nuage sombre TMC-1 en détectant plusieurs transitions de rotation avec le radiotélescope de 30m de diamètre de l'IRAM, situé dans la Sierra Nevada près de Grenade (Espagne). La 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 petite quantité de matière possédant les propriétés...) de propylène CH2CHCH3, possède trois 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. Il est généralement constitué d'un noyau...) de 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.) tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) comme d'autres molécules interstellaires déjà connues (CH3CCH, c-C3H2). Les mesures montrent que cette molécule est abondante dans les nuages sombres bien qu'elle ait été totalement absente des modèles de chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle partage des espaces d'investigations communs ou proches.) jusqu'à présent. Cette découverte montre que les programmes de réactions chimiques sont encore très incomplets et que l'exploration (L'exploration est le fait de chercher avec l'intention de découvrir quelque chose d'inconnu.) de la richesse chimique du 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...) est loin d'être terminée.


La molécule de propylène.
Les atomes de carbone sont représentés par des sphères gris foncé,
ceux d'hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.) par des sphères gris clair

Les nuages denses interstellaires sont le lieu d'une chimie riche, très étonnante pour un milieu naturel. De nombreuses molécules sont présentes, avec des radicaux et des ions moléculaires de toutes tailles, depuis le monoxyde de carbone (Le monoxyde de carbone est un des oxydes du carbone. Sa formule brute s'écrit CO et sa formule semi-développée C=O ou –C≡O+, la molécule est...) CO jusqu'aux longues chaînes carbonées HC11N ou C8H. Malgré les très basses températures (10 degrés au dessus du zéro (Le chiffre zéro (de l’italien zero, dérivé de l’arabe sifr, d’abord transcrit zefiro en italien) est un symbole marquant une position vide dans...) absolu) et les très faibles densités (au plus un million (Un million (1 000 000) est l'entier naturel qui suit neuf cent quatre-vingt-dix-neuf mille neuf cent quatre-vingt-dix-neuf (999 999) et qui...) de particules par cm3), les réactions chimiques en phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) gazeuse, ou solide, permettent la synthèse de ces espèces. On pensait jusqu'à présent que les espèces réactives et insaturées en hydrogènes (comme les radicaux ou les chaînes carbonées) étaient favorisées par ces réseaux de réactions chimiques, les espèces saturées étant présentes éventuellement en phase solide mais pas dans la phase gazeuse. La détection de la molécule de propylène vient de remettre cette hypothèse en cause.

Cette molécule de trois atomes de carbone est présente dans le nuage (Un nuage est une grande quantité de gouttelettes d’eau (ou de cristaux de glace) en suspension dans l’atmosphère. L’aspect d'un nuage dépend de...) sombre TMC-1 avec une abondance élevée, tout à fait comparable à l'abondance d'autres molécules de même taille et poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la Terre sur un corps massique en raison uniquement du voisinage de la Terre. Elle est égale à l'opposé de la...) moléculaire. La difficulté de cette détection vient du moment dipolaire relativement faible de cette molécule, qui rend les transitions bien moins intenses à abondance identique, par rapport à un radical de fort moment dipolaire. La grande sensibilité et la bonne résolution angulaire apportées par 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 ou moins...) de l'IRAM ont permis de s'affranchir de ce biais dans l'exploration de la chimie du milieu interstellaire. La présence d'une molécule relativement simple comme le propylène montre que l'inventaire de la chimie du milieu interstellaire n'est pas du tout complet. Des travaux d'exploration systématiques, comme le relevé spectral mené par l'équipe de J. Cernicharo, sont nécessaires pour le compléter du mieux possible.

Par ailleurs cette découverte va permettre de perfectionner les réseaux de réactions chimiques utilisés pour la modélisation du milieu interstellaire, en identifiant (En informatique, on appelle identifiants (également appelé parfois en anglais login) les informations permettant à une personne de s'identifier auprès d'un système.) de nouvelles voies de formation de molécules organiques. En particulier les rôles respectifs de la chimie en phase gazeuse, et de la chimie dans les manteaux de glaces interstellaires pourront être mieux évalués car la formation de molécules saturées en hydrogène est efficace en phase solide, grâce aux mécanismes d'addition (L'addition est une opération élémentaire, permettant notamment de décrire la réunion de quantités ou l'adjonction de grandeurs extensives de même nature, comme les longueurs, les aires, ou les volumes. En...) d'atomes d'hydrogène adsorbés sur les manteaux de glace (La glace est de l'eau à l'état solide.).

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