6. Glaces et formation d'étoiles : vers les molécules complexes
Ces synthèses en phase solide interviennent dans les régions denses et froides, protégées du rayonnement externe, et parallèlement aux réactions chimiques de la phase gazeuse. La croissance des manteaux de glaces sur les grains influence la composition du gaz qui, en se contractant, va finalement former une ou plusieurs étoiles.
Il est nécessaire de faire un rappel sur le fractionnement isotopique et la chimie du froid. La synthèse d'une molécule à partir de réactions entre ions et molécules passe par la formation d'un ion moléculaire puis la recombinaison de ce dernier avec un électron. Lorsque, au lieu de rencontrer un électron, les ions moléculaires réagissent avec des molécules neutres abondantes, ils se fragmentent le plus souvent et la synthèse avorte. Ce mécanisme est le principal agent de destruction des ions moléculaires dans les nuages sombres, où la photodissociation est négligeable. Les manteaux de glaces jouent alors un rôle passif dans la chimie du gaz interstellaire en captant les espèces les plus abondantes, limitant ainsi la destruction des ions. Dans les régions les plus opaques et les plus denses des nuages sombres, on observe en effet de nombreux ions moléculaires (N2H+ par exemple) et des molécules enrichies en deutérium (NH2D). Il s'agit à première vue d'un paradoxe : aux très basses températures qui règnent dans ces cœurs denses, presque toutes les molécules sont censées être condensées sur les grains et ne peuvent donc pas participer à la chimie du gaz. En fait, des calculs théoriques montrent que, si les molécules les plus abondantes sont condensées sur les grains, le taux de destruction des ions moléculaires est suffisamment affaibli pour leur permettre de prospérer. L'enrichissement en deutérium – jusqu'à un facteur 10 000 – découle quant à lui naturellement de cette abondance d'ions moléculaires. Comment ? On trouve en petites quantités l'agrégat d'hydrogène H3+ au cœur des nuages sombres. Cet agrégat peut réagir avec la m […]
… pour nos abonnés, l'article se prolonge sur 6 pages…
