Une molécule célèbre obtient une histoire d’origine plus claire
Les astronomes utilisant le télescope spatial James-Webb ont franchi une étape majeure vers la compréhension de l’endroit où se forme l’une des molécules les plus emblématiques de la chimie spatiale. La cible est Tc 1, une nébuleuse planétaire située à environ 12 400 années-lumière de la Terre dans la constellation de l’Autel, et la molécule est le buckminsterfullerène, mieux connu sous le nom de « buckyball ».
Les nouvelles observations proviennent du professeur Jan Cami et de ses collègues de Western University, qui faisaient également partie de l’équipe ayant identifié pour la première fois les buckyballs dans l’espace en 2010 à l’aide du télescope spatial Spitzer. Grâce au Mid-Infrared Instrument, ou MIRI, de Webb, l’équipe est maintenant revenue vers le même objet et a produit ce que la source décrit comme la première vue détaillée de la nébuleuse. Cet ensemble de données plus riche pointe à son tour vers le lieu de naissance de ces structures carbonées inhabituelles.
Cela compte, car les buckyballs ne sont pas qu’une curiosité scientifique. Elles servent de référence pour comprendre comment des molécules complexes peuvent se former dans des environnements astrophysiques hostiles. Si les chercheurs peuvent déterminer où et dans quelles conditions elles se forment, ils disposeront d’une meilleure prise sur les voies plus larges par lesquelles la chimie à base de carbone se diffuse dans le cosmos.
Ce que sont les buckyballs et pourquoi les scientifiques s’y intéressent
Les buckyballs sont des molécules sphériques composées de 60 atomes de carbone disposés selon un motif d’hexagones et de pentagones. Leur nom chimique officiel est C60, et leur architecture rappelle à la fois un ballon de football et un dôme géodésique. La molécule a été synthétisée pour la première fois en 1985 par Sir Harry Kroto et ses collègues de l’université du Sussex, un travail qui a ensuite contribué au prix Nobel de chimie de 1996. Kroto a nommé cette structure buckminsterfullerène en hommage à l’architecte Buckminster Fuller, dont les dômes évoquaient la même géométrie.
Bien avant que les astronomes puissent les confirmer dans l’espace, les scientifiques soupçonnaient que de telles molécules pouvaient être largement répandues dans l’univers. Le carbone est abondant, et les environnements astrophysiques sont capables de produire une chimie étonnamment élaborée. Toutefois, une prédiction n’est pas une détection. Ce n’est qu’en 2010 que Cami et ses collaborateurs ont signalé des indices de buckyballs dans l’espace, grâce à des observations de Tc 1 réalisées avec Spitzer.
Cette découverte a immédiatement soulevé une question plus difficile : comment ces molécules apparaissent-elles exactement dans la nature ? Trouver une molécule dans une nébuleuse ne révèle pas à elle seule où, dans cet environnement, elle s’est formée, quel champ de rayonnement l’a façonnée ou quelle étape de l’évolution stellaire a créé les conditions nécessaires. Ce sont précisément les questions que Webb est conçu pour préciser.
