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Presence and Role of Organic Matter in Icy Satellites and ExtraSolar planets

Description du projet

Étude visant à déterminer la manière dont la matière organique a façonné l’évolution des mondes glacés

La recherche laisse entendre que les molécules organiques lourdes représentent une grande partie des corps du système solaire externe tels que les lunes glacées, les comètes et les objets trans-neptuniens. Jusqu’à présent, la présence de matière organique carbonée, un composant de matière organique de faible densité, a largement été ignorée. Le projet PROMISES, financé par l’UE, a pour objectif d’étudier l’interaction de la matière organique carbonée avec la glace et les roches, ce qui est essentiel pour comprendre l’évolution des mondes océaniques et évaluer leur potentiel à accueillir la vie. Pour synthétiser le matériau, les chercheurs utiliseront un dispositif à haute pression appelé cellule à enclume de diamant. Ils créeront en outre de nouveaux modèles permettant d’étudier les réactions chimiques et les propriétés thermochimiques des molécules organiques lourdes en interaction.

Objectif

There is growing evidence that heavy organic molecules are a major component of the outer solar system bodies such as icy moons, comets, and Trans-Neptunian Objects (TNOs). Density profiles inferred from measurements of space missions require a low-density component in the core of the largest objects such as Ganymede and Titan. These observations suggest that a previously overlooked low-density component, identified as carbonaceous organic matter (COM), is one of the three main components, in addition to ice and rocks, building planetary bodies that formed beyond the ice line. However, there is a dearth of laboratory experiments and numerical simulations exploring the interaction of the heavy organic molecules constituting the COM with both the ice component (mainly H2O ices) and the rocky component (hydrated silicates, oxides and sulphides) at pressures relevant to icy moons. Observations from space missions also demonstrated that most icy moons are differentiated into a refractory core and an outer hydrosphere that includes a liquid layer (deep ocean), thus the name of ocean worlds. This raises the questions of the emergence of life at the ocean/core interface and of the habitability of ocean worlds. How does the presence of COM affect the thermal and chemical evolution of ocean worlds? The interaction between COM, ice and rocks is therefore essential for understanding the evolution of ocean worlds and for assessing their habitability potential. First, this project conducts laboratory experiments using diamond anvil cells (DAC) coupled with in situ Raman spectroscopy, a combination that is best suited for this kind of investigation. Second, it develops a thermochemical evolution model that can handle the chemical reactions and the thermo-chemical properties of the three components. Third, it applies the results to the evolution of ocean worlds in our solar system and beyond.

Mots‑clés

Institution d’accueil

NANTES UNIVERSITE
Contribution nette de l'UE
€ 1 854 958,75
Adresse
1 QUAI DE TOURVILLE
44000 Nantes
France

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Région
Pays de la Loire Pays de la Loire Loire-Atlantique
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 1 854 958,75

Bénéficiaires (3)