Une preuve expérimentale de l’influence des grains de poussière sur le gaz interstellaire
Formation de H2O sur les grains de poussièreUne équipe franco-néerlandaise, principalement composée de membre du LERMA- Observatoire de Paris et Université de Cergy-Pontoise a démontré expérimentalement que les molécules formées sur les grains de poussière interstellaire pouvaient directement retourner en phase gazeuse. Ce résultat peut avoir des répercussions importantes sur les modèles qui décrivent la composition chimique du milieu interstellaire, et ainsi également modifier la compréhension du processus de formation des étoiles. Cette découverte a été publiée en ligne par le prestigieux journal Nature Scientific Reports.
On sait depuis les années 60 que dans les régions où les étoiles et les planètes se forment, la poussière interstellaire (petites particules de silicate ou de carbone, de moins d’un micromètre de taille) joue un rôle essentiel dans la production des molécules, des plus simples (H2) aux plus complexes (sucres, alcools...). Par contre, le processus de retour direct en phase gazeuse de ces molécules formées sur ces poussières était jusqu’alors inconnu.
Afin de comprendre ce retour en phase gazeuse (sans élévation de la température) depuis des grains très froids (-263°C), les chercheurs ont étudié la formation de la glace d’eau (ou vapeur d’eau !) sur des surfaces identiques à celles des poussières : silicates, manteau de glace ou surface carbonée. Une fois l’oxygène déposé sur la surface, des atomes d’hydrogène ont été envoyés et le spectromètre de masse a mesuré que des molécules d’eau quittaient immédiatement la surface. Dans certains cas, les molécules d’eau se retrouvent sous forme de vapeur dans 90% des cas et non sous forme de glace comme on s’y attendait, vu la température de la surface (-263°C).
Bien que ce processus ait déjà été imaginé et parfois inclus dans les modèles d’astrochimie, les valeurs n’étaient que des estimations. Dans leur article, les chercheurs montrent qu’il peut y avoir un facteur d’erreur d’un milliard sur l’estimation de la production d’eau en phase vapeur.
Les nouvelles valeurs déterminées expérimentalement permettront de mieux comprendre la formation des étoiles. En effet, la composition chimique du nuage moléculaire (qui s’effondre sous l’effet de la gravitation pour donner naissance à une étoile) affecte son refroidissement, et ainsi est un paramètre clé qui contrôle la vitesse de formation des étoiles, leur nombre et leur masse finale.
Les expériences ont été menées au LERMA, l’un des laboratoires de l’Observatoire de Paris, sur le site de l’Université de Cergy-Pontoise, et les modèles ont été réalisés au Kapteyn Astronomical Institute, à l’université de Groningen (Pays Bas).
Référence :
"How micron-sized dust particles determine the chemistry of our Universe"
Dulieu, F. et al., 2013, Nature Scientific Reports
Contact :
- F. Dulieu
Observatoire de Paris - LERMA - CNRS, Univ. Cergy-Pontoise
Contact
- F. Dulieu
Observatoire de Paris - LERMA - CNRS, Univ. Cergy-Pontoise
Dernière modification le 1er juillet 2013