Beaucoup de gens imaginent l'espace entre les étoiles comme une infinité vide et froide. En réalité, il regorge de molécules extraordinaires: plus de 300 types différents ont déjà été découverts. Pour son doctorat. Thèse, le chimiste Kim Steenbakkers a étudié un certain nombre de molécules ici sur Terre et a contribué à prouver l'existence d'au moins l'un d'entre eux dans l'espace. Elle défendra ses recherches à l'Université Radboud le 3 juin.
« Les conditions dans l'espace sont complètement différentes de celles ici sur Terre », explique Steenbakkers. « Il fait très froid, autour de -240 ° C, et la pression est très faible. Il y a beaucoup moins de collisions entre les molécules que sur Terre: ici, il y a un milliard de collisions par seconde, alors que dans l'espace, il y en a un tous les 10 jours. »
Cela signifie que certaines molécules qui se produisent dans l'espace ne peuvent pas survivre ici sur Terre. Il y a trop d'autres molécules ici avec lesquelles ils se heurteraient immédiatement, les faisant allumer dans l'air ou former de nouvelles molécules. Mais comment étudiez-vous ces molécules?
Steenbakkers dit: « Au Laser et Magnet Lab Laser et Magnet HFML, ils ont un énorme réfrigérateur qui peut refroidir à -270 ° C et dans lequel vous pouvez réduire la pression. Cela crée des conditions similaires à celles de l'espace. » Le chimiste a ensuite envoyé un puissant laser infrarouge à travers la molécule pour voir comment il réagirait.
Elle l'a fait avec les molécules chargées C2H+ et HC2H+qui sont censés se produire dans l'espace. « Nous n'avons pas ces molécules sur Terre parce qu'ils réagissent immédiatement avec d'autres molécules ici. Mais nous avons du gaz laser, qui est utilisé pour le soudage. C'est C2H2 et est très similaire à HC2H+ et c2H+. «
Le gaz de soudage est très inflammable et réagit immédiatement avec de l'air pendant le soudage. Mais si vous prenez ce gaz de soudage, mettez-le dans une machine et tirez beaucoup d'électrons, il se décompose et vous pouvez extraire HC2H+ et c2H+.
En tirant ensuite un laser infrarouge à ces molécules chargées, Steenbakkers a pu obtenir une sorte d ' »empreinte digitale » de ces molécules. Pour ce faire, elle a dû mettre en place des méthodes expérimentales entièrement nouvelles et développer des modèles théoriques avancés pour comprendre les données. « Une fois que vous avez une telle empreinte digitale et que vous la comprenez, vous pouvez voir si nous pouvons les trouver dans les données collectées par les télescopes. »
La méthode utilisée par Steenbakkers a déjà aidé à trouver un autre de ces ions exotiques: CH3+qui est le méthane (ch4) avec un moins H. Cette molécule a été observée dans la nébuleuse d'Orion avec le télescope spatial James Webb, dans une zone où les étoiles sont nées. « Mais nous nous attendons à ce que cette molécule, et les autres que j'ai étudiées dans ma thèse, se produisent dans de nombreux autres endroits dans l'espace. »
Steenbakkers déclare: « Si nous savons exactement à quoi ressemble la chimie de l'espace, nous pouvons déduire comment les étoiles et les planètes sont formées et à quel point une nébuleuse est dans son cycle de vie. En fin de compte, cela pourrait également nous dire quelque chose sur la façon dont la vie sur Terre est originaire et si la vie peut survenir sur d'autres planètes. »
