La astrochimie est la branche de l'astronomie qui allie chimie, astronomie et physique pour expliquer le comportement de la matière au niveau moléculaire, dans les différentes conditions qui prévalent dans l'espace.
Des éléments chimiques extérieurs à la Terre sont également présents sur notre planète. Cependant, la manière dont ils se combinent et les formes que prennent les composés diffèrent de celles observées ici..
En effet, les conditions spatiales telles que la pression, la température et le niveau d'exposition aux rayonnements sont très différentes. Cette variété d'environnements extrêmes fait que les éléments se comportent de manière inattendue.
Ainsi, les astrochimistes étudient les corps célestes, recherchent des molécules dans les étoiles et les planètes et analysent leur comportement pour expliquer leurs propriétés, en utilisant la lumière et d'autres rayonnements électromagnétiques..
Ils tirent également parti des données collectées par les missions spatiales, et lorsque l'occasion se présente, ils utilisent également des météorites et la grande quantité de poussière cosmique qui atteint le voisinage immédiat..
Avec toutes ces informations, des simulations sont conçues et une tentative est faite pour reproduire divers environnements dans le laboratoire. À partir des observations obtenues, ils développent des modèles pour décrire non seulement l'origine, mais aussi les conditions physiques et chimiques à différents endroits de l'univers..
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En 1937, les scientifiques ont trouvé des preuves des premiers composés en dehors de la Terre: certains hydrocarbures et l'ion cyanure CN. Naturellement, la présence d'atomes était déjà connue, mais pas de substances plus complexes.
Cependant, l'intérêt des chimistes pour la composition de l'environnement extraterrestre remonte à bien plus loin..
La découverte des premières molécules dans l'espace a eu lieu grâce à des techniques spectroscopiques, développées par les expériences du physicien et opticien allemand Joseph Fraunhofer (1787-1826) en 1814.
Fraunhofer a analysé la lumière passant à travers des substances courantes telles que le sel de table et a été surpris de voir qu'elles y laissaient leur signature unique sous la forme de lignes d'absorption sombres dans la lumière..
Ainsi, les scientifiques ont rapidement réussi à découvrir la composition chimique des substances en analysant la lumière qui les traverse, une discipline qu'ils ont appelée spectroscopie.
Ce physicien allemand est peut-être devenu le premier astrochimiste de l'histoire, car lorsqu'il a inventé le spectroscope, il n'a pas hésité à le diriger vers d'autres sources de lumière: le Soleil, Sirius et d'autres étoiles, découvrant que chacun avait un motif lumineux distinctif..
Vers 1938, le chimiste suisse Victor Goldschmidt a observé, après avoir analysé la composition des météorites, que les minéraux d'origine extraterrestre présentaient certaines différences avec les minéraux terrestres..
En effet, même s'ils étaient constitués des mêmes éléments, les conditions de leur formation étaient remarquablement différentes..
Depuis, de plus en plus de composés chimiques sont apparus dans l'espace depuis ces premières molécules du début du XXe siècle. Un radical très important découvert dans les années 1960 est le radical OH, suivi du formaldéhyde, du monoxyde de carbone et de l'eau. Toutes ces découvertes sont dues à l'astrochimie.
Cette dernière molécule, celle de l'eau, est également très importante, car savoir que son existence est relativement fréquente ailleurs, en dehors de la Terre, augmente les probabilités de futurs établissements humains sur d'autres planètes..
Aujourd'hui, les astrochimistes font face à une tâche fascinante: tout savoir sur la chimie des exoplanètes. Le nombre d'exoplanètes découvertes augmente chaque année.
Les objets d'étude de l'astrochimie sont les éléments et composés présents dans l'espace et les autres corps célestes en dehors de la Terre, leurs interactions et les effets du rayonnement électromagnétique sur eux..
Des expériences sur la poussière cosmique ont été menées dans les laboratoires de recherche en astrochimie de la NASA.
Pour ce faire, les chercheurs ont simulé de la poussière interstellaire condensée au voisinage des étoiles, combinant des produits chimiques dans un four, à partir duquel ils ont extrait des silicates en poudre..
L'idée était d'observer les transformations de cette comparaison de poussière cosmique, à la fois en présence et en l'absence de lumière. Et ils ont constaté que dans des conditions similaires à celles de l'espace interstellaire, il est possible de créer des centaines de nouveaux composés..
En astrochimie, les techniques de chimie expérimentale sont appliquées pour analyser les échantillons, s'ils sont conservés sous la main. Ils arrivent généralement avec des météorites, qui sont très appréciées car elles offrent la possibilité d'analyser directement un objet qui ne s'est pas formé sur Terre..
Par conséquent, le travail en astrochimie est généralement divisé en deux grands domaines de travail. Avant de continuer à les décrire, il faut noter qu'il ne s'agit pas d'une division rigoureuse, puisque l'astrochimie est une science totalement interdisciplinaire:
C'est la branche de l'astrochimie chargée d'étudier les isotopes et les composés présents dans le système solaire, en utilisant des techniques expérimentales pour analyser toute la matière extraterrestre qui parvient à atteindre la Terre..
Ces matériaux comprennent des météorites, qui sont des fragments de corps célestes appartenant au système solaire, ainsi que la poussière cosmique et les roches lunaires en chute continue apportées par les missions spatiales..
Ils utilisent également toutes les données récupérées par ces missions spatiales. Avec toutes ces informations, les astrochimistes créent des modèles et les vérifient grâce à des simulations informatiques.,
Avec cela, ils essaient d'expliquer la formation des éléments et des composés détectés. Ils élaborent ainsi un panorama descriptif des mécanismes qui leur ont donné naissance.
C'est le nom donné à l'étude des éléments et composés présents dans le milieu interstellaire, et de leur interaction avec le rayonnement électromagnétique, dont la lumière visible n'est qu'une partie..
Et c'est que non seulement la lumière visible apporte des informations sur le milieu qu'elle traverse, mais d'autres rayonnements le font également..
Ces informations sont également utilisées pour des simulations informatiques et des expériences contrôlées en laboratoire. De là, de nouvelles théories émergent sur la formation des étoiles et des systèmes planétaires..
Parmi les principales techniques utilisées en astrochimie figurent:
C'est la technique qui analyse la lumière qui traverse le milieu interstellaire, ainsi que celle produite par les étoiles. Dans cette lumière se trouve la trace de l'identité des composés présents dans le milieu.
Se concentre sur le rayonnement électromagnétique des corps célestes aux longueurs d'onde radio.
Les radiotélescopes équipés d'antennes amplificatrices sont utilisés pour capter les signaux radio, grâce auxquels il a été possible de détecter la présence de nombreux composés organiques et inorganiques.
Le rayonnement infrarouge révèle la présence de longueurs d'onde caractéristiques de certains composés, en particulier des minéraux.
Il est capturé par des télescopes infrarouges spéciaux situés au sommet de hautes montagnes ou des détecteurs placés sur des satellites artificiels, car l'atmosphère terrestre absorbe presque tout le rayonnement infrarouge de l'espace..
La poussière cosmique est transparente au rayonnement infrarouge, donc son utilisation révèle des structures qui autrement restent cachées, comme le centre de la galaxie, par exemple..
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