Conférence SAB le 24/05/2023 : "Glaces moléculaires : les réacteurs chimiques du milieu interstellaire"

présentée par Joëlle MASCETTI, Directrice de Recherche CNRS, Institut des Sciences Moléculaires, Université de Bordeaux.

En masse, le milieu interstellaire est composé à 99% de gaz et 1% de poussières. Dans les nuages moléculaires denses, où la matière est relativement concentrée (103-105 H/cm3), les basses températures (10-50K) provoquent la condensation d’atomes et de molécules simples sur les grains solides (silicates, grains carbonés), formant ainsi les « glaces interstellaires ».
On y retrouve essentiellement l’eau (H2O), mais aussi le monoxyde et le dioxyde de carbone (CO, CO2), le méthanol (CH3OH), l’ammoniac (NH3), le méthane (CH4), le formaldéhyde (H2CO), l’acide formique (HCOOH) et l’acide cyanhydrique (HCN). Ces molécules sont bombardées par des photons (UV, X) et des particules (protons, électrons, ions) énergétiques éjectés des étoiles environnantes. L’apport d’énergie est alors suffisant pour casser des liaisons et induire une réactivité chimique. Cette chimie en conditions extrêmes (basses températures, faible densité, environnement radiatif intense) permet d’expliquer la présence de molécules organiques complexes dans la phase gazeuse du milieu interstellaire (plus de 200 identifiées à ce jour).
Au cours de l’évolution du nuage (effondrement gravitationnel), les grains vont s’agglomérer pour former de petits objets (comètes, astéroïdes) incluant la matière organique originelle, réservoirs de matière organique et d’eau pour le développement d’une chimie pré-biotique à la surface de planètes telluriques.
Dans cette présentation, je parlerai de la composition et de la formation des glaces connues à partir de données observationnelles (essentiellement grâce à la spectroscopie infrarouge), je montrerai comment ces glaces sont reproduites en laboratoire et la manière dont elles évoluent vers des molécules complexes grâce à l’apport d’énergie thermique ou photochimique.