Une équipe de chimistes et d'astronomes a fait une découverte dans le domaine de l'astrochimie: l'identification du cyanocoronène, le plus grand hydrocarbure aromatique polycyclique (HAP) jamais détecté dans l'espace. Cette molécule, composée de sept anneaux de benzène interconnectées et d'un groupe Cyano (C₂₄H₁₁CN), a été trouvée dans le nuage moléculaire froid et foncé TMC-1, une région connue pour sa riche chimie et comme berceau pour les nouvelles étoiles.
La recherche a récemment été publiée dans Les lettres de journal astrrophysique et a été présenté lors d'une conférence de presse lors de la 246e réunion de l'American Astronomical Society (AAS 2025), tenue à Anchorage, en Alaska.
Le cyanocoronène est un dérivé du coronène, une molécule souvent décrite comme le HAP compact « prototypique » en raison de sa stabilité et de sa structure unique. On pense que les HAP verrouillent une fraction significative du carbone de l'univers et jouent un rôle clé dans la chimie qui conduit à la formation d'étoiles et de planètes. Jusqu'à présent, seuls des HAP plus petits avaient été détectés dans l'espace, cette nouvelle découverte poussant considérablement la limite de taille connue.
Alors, comment les astronomes ont-ils découvert cette molécule massive? L'équipe de recherche a d'abord synthétisé le cyanocoronène dans un laboratoire et a mesuré son spectre micro-ondes unique en utilisant des techniques spectroscopiques avancées.
Armés de cette empreinte moléculaire, ils ont recherché le cyanocoronène dans les données du télescope de la Banque verte de la National Science Foundation (NSF GBT), le télescope clé utilisé dans le projet Gotham (observations GBT du TMC-1: Hunting Aromatic Molecules). L'équipe de recherche a détecté plusieurs lignes spectrales distinctes de cyanocoronène, confirmant sa présence avec une signification statistique de 17,3 Sigma – une détection majeure selon les normes astronomiques.
Le cyanocoronène est désormais la plus grande molécule de HAP individuelle confirmée dans l'espace interstellaire, contenant 24 atomes de carbone dans sa structure centrale (à l'exclusion du groupe Cyano). La quantité de cyanocoronène trouvée est similaire à celle des plus petits HAP détectées précédemment, ce qui remet en question les attentes selon lesquelles des molécules plus grandes devraient être plus rares dans l'espace.
Cela suggère que des molécules aromatiques encore plus complexes peuvent être courantes dans le cosmos. La présence d'une telle stable et de grands HAP soutient l'idée que ces molécules pourraient être un réservoir majeur de carbone, potentiellement entreprenant de nouveaux systèmes planétaires avec les matières premières à vie.
L'approche chimique quantique de l'étude montre que le cyanocoronène peut se former efficacement dans les conditions froides de l'espace par des réactions entre le coronène et le radical CN, avec des barrières d'énergie fortement submergées qui ne ralentissent pas le processus à basse température. Cela signifie que la chimie qui construit des organiques complexes peut se produire avant même la naissance des étoiles.
La découverte du cyanocoronène ajoute non seulement un nouveau chapitre à l'histoire de la chimie cosmique, mais renforce également «l'hypothèse du HAP» – l'idée que ces molécules sont responsables de mystérieuses bandes d'émission infrarouge observées dans tout l'univers. Il établit également un lien direct entre la chimie des nuages interstellaires, des météorites et des astéroïdes, ce qui suggère que les molécules organiques trouvées dans notre propre système solaire peuvent avoir été originaires dans des environnements similaires bien avant la formation du soleil.
Les scientifiques sont maintenant impatients de rechercher des HAP encore plus grands et leurs dérivés dans l'espace, ainsi que d'explorer davantage comment ces molécules survivent et évoluent dans les conditions difficiles entre les étoiles.
Gabi Wenzel, chercheur du Département de chimie du Massachusetts Institute of Technology et Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, et auteur principal de cette recherche, a déclaré: « Chaque nouvelle détection nous rapproche de la compréhension des origines de la chimie organique complexe dans l'univers – et peut-être des origines des éléments constitutifs de la vie eux-mêmes. »
