MacroCosmos novembre-décembre 2023

11 NOVEMBRE-DÉCEMBRE 2023 ASTRO PUBLISHING L ’étudiante de premier cycle Lily Kettler, à gauche, le professeur Joaquin Vieira et l’étudiant diplômé Kedar Phadke font partie d’une équipe internationale qui a détecté des molécules organiques complexes dans une galaxie située à plus de 12 milliards d’années-lumière de la Terre, la galaxie la plus éloignée dans laquelle ces molécules sem- blent exister. [Photo by Fred Zwicky] laquelle ces molécules par- tagent des électrons entre leurs anneaux de carbone d’une manière qui aug- mente leur stabilité et leur chimie varie. [La molécule aromatique la plus connue, le benzène, n’est pas consi- dérée comme un PHA. Le naphtalène, contenant deux cycles benzéniques fusionnés d’un côté, est le plus petit membre conte- nant seulement des cycles à six chaînons.] Sur Terre, on les trouve le plus souvent dans le bitume, une forme épaisse et visqueuse de pé- trole, mais ils peuvent être plus communément asso- ciés à la combustion incom- plète de matières orga- niques : des violents incen- dies de forêt à la combus- tion du bois dans le foyer familial, jusqu’au match qui peut déclencher les deux. Ce sont généralement des molécules stables et proviennent d’atomes de carbone réactifs et de fragments d’hydrocarbures qui cher- chent à se combiner et à se réorgani- ser en géométries stables dans des conditions difficiles, qu’il s’agisse d’in- cendies de forêt sur Terre ou d’envi- ronnements à fort rayonnement ultraviolet (UV) autour d’étoiles nou- velles et anciennes. En termes de détection de n’importe quelle molécule, les astronomes et les astrochimistes bénéficient grande- ment de l’absence générale de très grosses molécules dans l’espace. Tout comme une conversation est plus fa- cile avec une seule personne dans une salle qui répond à votre question, plu- tôt qu’avec un millier de personnes dans la même salle qui donnent si- multanément des différentes ré- ponses à la même question, les pe- tites molécules absorbent et émettent des photons d’un ensemble très limité d’énergies, qui sont plus faciles à dé- tecter lorsque les quantités et la va- riété d’autres molécules sont res- treintes. Ces énergies deviennent les spectres vibrationnels et élec- troniques à partir desquels nous ob- tenons ce que l’on appelle des « em- preintes » spectrales, caractéristiques de ces spectres qui, avec une grande confiance, correspondent à des ar- rangements très spécifiques des atomes. Non seulement l’eau est très différente du dioxyde de carbone ou du méthane, mais des arrangements différents des mêmes atomes, chimi- quement appelés isomères structu- raux, produisent des spectres uniques. Ces empreintes semblent également persister dans l’espace et dans le temps. Lorsqu’un spectre moléculaire est enregistré dans un échantillon ra- mené de Ryugu ou, éventuellement à l’avenir, par une mission de retour d’échantillons depuis Mars, ce spectre est identique à un échantillon de la même molécule ici sur Terre, car les électrons, les protons et les neutrons partagent tous les mêmes propriétés fondamentales et se combinent pour former des molécules de la même ma- nière fondamentale. Lorsque ce même spectre est obtenu à partir d’une molécule dans une ga- laxie lointaine, la seule différence que nous trouvons est le décalage vers le rouge de ce spectre dû à l’expansion de l’espace lui-même. Lorsque vous prenez en compte ce décalage vers le rouge dans le spectre, cette ancienne molécule « là-bas » est identique en tout et pour tout à cette même mo- lécule ici sur Terre. Nous y voyons l’un des nombreux signes montrant que la physique et la chimie de l’univers lointain et primitif, basées sur des