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Astronomie et espace
Des composés complexes de carbone identifiés dans l'espace

http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/72281.htm

Les chercheurs de l'Institut d'Astrophysique des Canaries ont mis en évidence la présence de composés carbonés complexes dans les nébuleuses planétaires. Ils ont par ailleurs lié la présence de ces molécules avec des signaux caractéristiques des spectres mesurés qui demeuraient jusqu'à présent inexpliqués.

Les fullerènes sont des molécules formées d'atomes de carbone. L'exemple le plus connu est le C60, formé de 60 atomes, qui prend la forme d'un ballon de football. Leur découverte en 1985 à la Rice University de Houston avait eu un impact conséquent sur la communauté scientifique. Il s'agissait d'une forme jusqu'alors inconnue du carbone mettant en évidence que la matière à l'échelle nanométrique présentait nombre de propriétés intéressantes. La découverte avait ainsi lancé la révolution des nanotechnologies, les fullerènes se faisant voler la vedette par d'autres composés carbonés : les nanotubes et, plus récemment, le graphène.

Depuis leur découverte, les fullerènes ont été identifiés partout : dans les cendres d'un simple feu de cheminée, ou encore dans des météorites. Aujourd'hui une équipe d'astrophysicien de l'IAC en confirme la présence dans l'espace de manière générale et, plus particulièrement, dans les nébuleuses planétaires. Ils ont surtout identifié des structures plus complexes que le C60 : des structures en couches d'oignons, différents fullerènes étant contenu les uns dans les autres. Outre cette découverte, l'étude de ces molécules permet d'envisager que leur présence dans l'espace vienne expliquer un mystère qui date des années 90.

Pour identifier les molécules, les chercheurs étudient le spectre de la lumière qu'ils reçoivent des étoiles. Ces dernières étant bien catégorisée, il existe des spectres standards. Si la lumière provenant de l'étoile traverse des nuages de poussière avant de nous arriver, une partie du rayonnement est absorbé par les molécules de ces nuages et des bandes noires - des bandes d'absorption - apparaissent dans le spectre. Les longueurs d'onde à laquelle sont identifiées ces bandes sont caractéristiques des molécules et signent leur présence.

Or, depuis plus de 20 ans, certaines bandes d'absorption observées dans les spectres demeuraient inexpliquées, spécialement dans les spectres de nébuleuses planétaires. Ces nébuleuses sont les vestiges d'une étoile du même type que le soleil après l'explosion de cette dernière en fin de vie. Elles contiennent de nombreux éléments chimiques qui ont été synthétisés par l'étoile pendant sa vie et lors de son explosion finale.

Les chercheurs de l'IAC, à l'aide d'observations et de simulations numériques, soutiennent que les bandes d'absorptions non-identifiées sont dues aux complexes carbonés qu'ils ont identifiés. Une telle découverte permet d'avancer dans la compréhension des phénomènes de synthèse chimique qui ont lieu dans les étoiles et lors de leur mort. Les composés carbonés ont en effet joué un rôle clé dans l'apparition de la vie. Les chercheurs souhaitent ainsi comprendre comment ils se forment et comment ils voyagent dans l'espace. Les fullerènes de carbone sont par exemple capables d'encapsuler d'autres molécules organiques

Pour confirmer leurs pistes, les chercheurs devront tout d'abord synthétiser en laboratoire ces composés carbonés et leurs nombreuses variantes en fonction des molécules qu'ils encapsulent. Il s'agira ensuite de former une base de données des spectres d'absorption de toutes ces espèces chimiques afin de déterminer s'ils peuvent expliquer complètement les bandes d'absorption mystérieuses.

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[1] Diffuse interstellar bands in fullerene planetary nebulae: the fullerenes - diffuse interstellar bands connection, D. A. Garcia-Hernández and J. J. Diaz-Luis, A&A, Volume 550, DOI:10.1051/0004-6361/201220919, 24/01/2013 - http://redirectix.bulletins-electroniques.com/jNsJo

Code brève
ADIT : 72281

The most complex molecules in the Universe, IAC News, 25/01/2013 - http://www.iac.es/divulgacion.php?op1=16&id=782&lang=en

Vincent Reillon, Attaché pour la Science et la Technologie - vincent.reillon@sst-bcn.com

BE Espagne numéro 123 (15/02/2013) - Ambassade de France en Espagne / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/72281.htm