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Spectroscopy of cosmic dust analogs: study of the interaction with polycyclic aromatic hydrocarbons

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Un rare aperçu du monde aromatique

Par le passé, la poussière interstellaire était considérée comme un problème parce qu'elle obscurcit les objets que les astronomes veulent observer. Un nouveau regard sur cette poussière qui imprègne l'univers leur permet d'y voir des moyens d'identifier la matière organique naturellement créée par les étoiles.

Changement climatique et Environnement

La composition de la poussière cosmique dépend de l'endroit où elle se trouve. Cependant, à partir de la grande quantité d'observations des télescopes au sol et satellite, il a bien été établi qu'une partie significative des grains de poussière et des agrégats de grains de poussière est constituée de matière carbonée. Les scientifiques financés par l'UE avaient pour objectif de déterminer leurs propriétés chimiques et structurelles de manière considérablement plus précise. Dans le cadre du projet PAHCNP («Spectroscopy of cosmic dust analogs: Study of the interaction with polycyclic aromatic hydrocarbons»), des chercheurs ont simulé les processus chimiques qui surviennent dans les environnements astrophysiques. Plus précisément, ils ont reproduit l'absorption des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) par des particules de carbone en mimant les conditions des environnements astrophysiques. Ces molécules organiques imprègnent l'espace entre les étoiles. Les molécules d'HAP, qui ne contiennent que du carbone et de l'hydrogène, sont considérées «polycycliques» à cause de leurs nombreux anneaux d'atomes de carbone et «aromatiques» à cause des liaisons chimiques fortes qui les unissent. Sur Terre, des HAP se forment lors de la combustion incomplète de pratiquement toutes les matières organiques. En laboratoire, des mélanges de HAP et de buckminsterfullerène (C60) ont été préparés par pyrolyse induite par laser d'hydrocarbures comme l'éthylène et l'acétylène. Il a été récemment confirmé que C60 est la plus grande molécule identifiée dans l'espace. Guidées par les preuves observées de l'évolution photochimique des composés carbonés soumis à une forte irradiation aux ultraviolets, une série d'expériences ont été conduites au cours du projet PAHCNP. Leurs résultats mettent en lumière le rôle des HAP à la fois comme produit et précurseur des processus de condensation qui finissent par aboutir à la molécule carbonée C60, qui ressemble à une cage. Dans chaque voie d'évolution photochimique, les paramètres tels que la température et l'intensité de l'irradiation aux ultraviolets influençaient le mécanisme et, ainsi, la composition des sous-produits et des produits finaux. Différentes techniques ont été appliquées pour obtenir des informations utiles sur des voies de formation alternatives qui sont essentielles pour comprendre l'inventaire aromatique dans l'espace. Les études en laboratoire du projet PAHCNP ont jeté une nouvelle lumière sur ce que beaucoup considèrent comme la clé de l'origine de la vie, non pas simplement sur notre planète mais dans l'univers dans son ensemble.

Mots‑clés

Poussière interstellaire, étoiles, poussière cosmique, grains de poussière, carbonée, polycyclique, hydrocarbures aromatiques polycycliques, hydrocarbures, particules de carbone, buckminsterfullerène, pyrolyse, irradiation aux ultraviolets

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