Description du projet
La surface des particules de poussière ne recueille pas seulement de la poussière
La poussière cosmique ne constitue qu’une infime partie du milieu interstellaire (IS), mais elle joue un rôle très important dans l’évolution de notre univers. La surface collante des grains de poussière, constituée de molécules proches des hydrocarbures, ressemble à une minuscule usine chimique qui combine des atomes qui ne se rencontreraient pas autrement, et catalyse des réactions. Compte tenu du rôle essentiel des particules de poussière du milieu interstellaire dans la diversité moléculaire de l’univers, les scientifiques ont étudié les réactions chimiques se produisant à leur surface à l’aide d’appareils de spectroscopie astrophysique, d’expériences de laboratoire et de modèles mathématiques. Grâce à des simulations de chimie quantique de pointe permettant de surmonter les limites des méthodologies actuelles, le projet QUANTUMGRAIN, financé par l’UE, vise à apporter un éclairage nouveau sur la chimie des particules de poussière. Les résultats répondront à des questions importantes sur le pourquoi et le type de réactions privilégiées à la surface des particules de poussière du milieu interstellaire ainsi que le rôle de cette dernière dans les processus. Les simulations permettraient de donner une description au niveau moléculaire des réactions elles-mêmes.
Objectif
The Universe is molecularly rich, comprising from the simplest molecule (H2), to complex organic molecules (e.g. NH2CHO) and biomolecules (e.g. amino acids). The physical phases involved in a Solar-type planetary system formation go hand-in-hand with an increase in molecular complexity, which is ultimately connected with the origin of life. Interstellar (IS) grains play a key role in this chemical evolution as they provide surfaces where key chemical reactions occur. The IS grain chemistry is not fully understood yet. Spectroscopic astronomical observations combined with astrochemical modelling and laboratory experiments have dedicated great efforts to this end but they are still severally limited at reproducing, characterizing and, ultimately, understanding truly existing IS surface reactions. The QUANTUMGRAIN project aims to overcome such limitations by adopting a fourth approach: new state-of-the-art quantum chemistry simulations. These simulations will provide unique, unprecedented information at a molecular level (structures, energetics and dynamics) of the physico-chemical processes occurring in IS surface reactions, with the final objective to fully unveil the actual chemistry on IS grains. To achieve this objective QUANTUMGRAIN is based on three pillars: i) construction of realistic atom-based structural models for IS grains to characterize their structural, energetic and spectroscopic features, ii) molecular simulation of crucial “on-grain” reactions (formation of simple molecules, complex organic molecules and biomolecules) to disentangle the most favourable mechanisms, and iii) assessment of the actual role of IS grains in each reaction (catalyst? concentrator? third body?) to know why their presence is fundamental. My ambition is to have a complete, accurate molecular description of the different elementary physico-chemical steps involved in IS surface reactions, with the ultimate goal to definitely unveil in a comprehensive way the IS grain chemistry.
Champ scientifique
- agricultural sciencesagriculture, forestry, and fisheriesagriculturegrains and oilseeds
- natural sciencesbiological sciencesbiochemistrybiomolecules
- natural scienceschemical sciencesphysical chemistryquantum chemistry
- natural scienceschemical sciencesorganic chemistryamines
- natural sciencesphysical sciencesastronomyplanetary sciences
Mots‑clés
Programme(s)
Régime de financement
ERC-COG - Consolidator GrantInstitution d’accueil
08193 Cerdanyola Del Valles
Espagne