Des scientifiques ont récemment identifié l’une des plus grandes molécules spatiales connues en enquêtant sur une région cosmique dynamique : la nébuleuse de la Patte de Chat. Cette découverte a été rendue possible grâce à l’utilisation de l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), un réseau de radiotélescopes situé dans le désert d’Atacama, au Chili.
Une énorme molécule
L’équipe de recherche, dirigée par l’astronome Zachary Fried, a choisi d’examiner une section spécifique de la nébuleuse de la Patte de Chat, appelée NGC 6334I, pour plusieurs raisons. Tout d’abord, cette nébuleuse est une région où naissent de nombreuses étoiles, ce qui en fait un endroit propice pour étudier les processus chimiques qui accompagnent la formation stellaire. De plus, NGC 6334I est relativement proche de la Terre, ce qui facilite les observations détaillées à l’aide d’instruments comme l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA).
En choisissant cette région spécifique de la nébuleuse de la Patte de Chat, l’équipe espérait plus précisément trouver des molécules complexes qui pourraient fournir des informations précieuses sur la chimie interstellaire et les conditions environnementales dans les régions de formation stellaire.
L’étude des nébuleuses comme NGC 6334I permet en effet aux scientifiques de mieux comprendre comment les éléments chimiques sont créés et distribués dans l’univers, ainsi que les processus qui conduisent à la formation des étoiles et des planètes.
Par ailleurs, l’analyse des chercheurs a révélé la présence d’une molécule complexe jusqu’alors inconnue dans l’espace : le 2-méthoxyéthanol. Elle contient treize atomes, ce qui fait d’elle la plus grande et la plus complexe molécule « méthoxy » jamais observée dans l’espace. Seules six molécules contenant plus de treize atomes avaient été découvertes dans l’espace auparavant.
Notez pour information que le groupe méthoxy est constitué d’un atome d’oxygène lié à un atome de carbone, qui est lui-même lié à trois atomes d’hydrogène. Les molécules contenant ce groupe méthoxy sont souvent utilisées en chimie organique et peuvent être trouvées dans de nombreux composés organiques, notamment les solvants, les médicaments et les parfums.
ALMA savait quoi chercher
Les chercheurs ne sont pas partis à l’aveugle. Ils avaient en effet déjà une idée claire de la molécule à rechercher en recevant un conseil de modèles d’apprentissage automatique leur suggérant de rechercher du 2-méthoxyéthanol.
L’équipe a ensuite procédé à l’analyse du spectre de rotation du 2-méthoxyéthanol sur Terre. Zachary Fried, du MIT, explique que ce spectre peut être comparé à des empreintes digitales ou des codes-barres pour des molécules. Pour détecter de nouvelles molécules dans l’espace, il est donc nécessaire de connaître celle que l’on recherche en premier lieu, d’enregistrer son spectre en laboratoire sur Terre, puis de le rechercher dans l’espace à l’aide de télescopes.
Grâce à cette méthode, les chercheurs ont pu détecter 25 transitions différentes de rotation de la molécule 2-méthoxyéthanol, correspondant aux transitions d’énergie dans la molécule observée dans la direction de NGC 6334I. Cette observation a ainsi confirmé la présence de cette molécule dans cette région de l’espace.
La détection réussie a ensuite permis à l’équipe de déterminer les paramètres physiques de la molécule en relation avec NGC 6334I, tels que ses abondances et sa température d’excitation. Cela a également ouvert la voie à l’étude des voies possibles de formation chimique à partir de précurseurs interstellaires connus.
Ces découvertes permettent aux scientifiques de mieux comprendre l’émergence de molécules complexes lors de la formation des étoiles, ainsi que le processus de formation des planètes autour d’elles.
Les détails de l’étude sont publiés dans la revue The Astrophysical Journal Letters.
