Un éclairage neuf sur le comportement de la poussière cosmique
La plupart des galaxies telles que la Voie lactée contiennent des milliards d’étoiles. Entre ces étoiles se trouve le milieu interstellaire, ou ISM en anglais, composé de matière telle que du gaz et de la poussière. «La matière qui compose l’ISM n’est pas uniforme», explique Amanda Steber, coordinatrice du projet AstroSsearch, à l’université de Valladolid en Espagne. «La température et la densité y varient en fonction du stade d’évolution de la galaxie.» L’analyse de la composition chimique de l’ISM pourrait donc se révéler essentielle à une meilleure compréhension de son évolution. «Cela pourrait aider les scientifiques à répondre à certaines questions fondamentales», explique Amanda Steber. «Il est possible que les germes de la vie aient été amenés sur Terre depuis l’ISM.»
Analyser le milieu interstellaire
L’un des principaux objectifs du projet AstroSsearch, soutenu par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, était de développer de nouvelles techniques de laboratoire pour mieux analyser l’ISM. «Nous savons que le soufre, une molécule importante pour la vie, se retrouve en abondance dans l’ISM», explique Amanda Steber. «L’étude et la manipulation du soufre peuvent toutefois s’avérer complexes.» Elle a donc entrepris de fournir aux radioastronomes les moyens de rechercher du soufre au sein de leurs données astronomiques. Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) constituaient un deuxième composé chimique cible. «Ils sont produits à partir de carbone et d’hydrogène», ajoute Amanda Steber. «On pense qu’ils sont importants pour la formation des grains de glace et la catalyse de molécules plus grosses.» Cependant, tout comme le soufre, leur détection dans l’ISM est complexe.
Recréer des galaxies en laboratoire
Amanda Steber a fait appel à la spectroscopie rotationnelle à large bande, ainsi qu’à une buse de décharge, pour tenter de créer des molécules présentes dans l’ISM. Son objectif était de créer des conditions qui lui permettraient d’étudier la formation de composés difficiles à trouver, puis de comparer ses résultats avec les analyses astronomiques. «Nous avons soumis nos molécules cibles à une énorme quantité d’énergie pour les briser», ajoute-t-elle. «Les molécules ont ensuite pu entrer en contact avec d’autres molécules et se recombiner d’une manière qui n’aurait pas été possible dans un laboratoire normal.» Une fois les nouvelles molécules créées, Amanda Steber les a excitées au moyen de micro-ondes. «Une fois excités, ils émettent des photons que nous recueillons dans le laboratoire. Cela nous permet de déterminer l’empreinte de chacune des molécules que nous avons créées.» L’étape finale a consisté à comparer ces empreintes générées en laboratoire avec les analyses de l’ISM. «Si nous parvenons à faire correspondre ces empreintes aux analyses astronomiques, nous pourrons alors affirmer que ces molécules existent également dans l’espace», fait remarquer Amanda Steber.
Générer de nouveaux composés et mener des expériences
Le succès de cette technique pionnière menée en laboratoire a permis à Amanda Steber et à son équipe de générer de nouveaux composés et de mener des expériences qui n’auraient pas été possibles dans des laboratoires de chimie traditionnels. Les prochaines étapes pourraient porter sur l’amélioration de l’instrumentation existante dans le laboratoire afin d’effectuer des mesures à des fréquences plus élevées. Cela permettrait aux expériences d’Amanda Steber en laboratoire de se superposer encore plus étroitement aux observations astronomiques. «Une autre étape consisterait à exploiter des ensembles de données provenant d’interféromètres (un groupe de télescopes qui fournissent des informations spatiales sur l’emplacement d’une molécule dans une zone de l’espace) afin de démêler la chimie de différentes zones de l’espace», conclut-elle.
Mots‑clés
AstroSsearch, galaxies, Voie lactée, étoiles, espace, ISM, spectroscopie