Dans l’ahurissant bourbier qu’est le gaz entre les étoiles, le télescope spatial Hubble a identifié des traces de buckminsterfullerène ionisé, la molécule de carbone connue sous le nom de “buckyballs”.
Contenant 60 atomes de carbone disposés en forme de ballon de football, le buckminsterfullerène (C60) est présent naturellement sur Terre, dans la suie. Mais en 2010, il a également été détecté dans une nébuleuse ; en 2012, il a été trouvé dans du gaz en orbite autour d’une étoile. Aujourd’hui, nous avons la preuve la plus solide à ce jour qu’il flotte également dans le milieu interstellaire, le gaz ténu et clairsemé qui se trouve entre les étoiles.
“Combinés aux observations terrestres antérieures, les spectres du télescope spatial Hubble placent la détection du [buckminsterfullerène] interstellaire au-delà de tout doute raisonnable”, écrivent les chercheurs dans leur article.
Il est difficile d’étudier directement le milieu interstellaire, car il est très diffus. Mais nous pouvons voir la lumière des étoiles briller au-delà. Lorsque cette lumière des étoiles traverse le milieu interstellaire, elle change légèrement en fonction de la composition de ce qu’elle traverse – certaines longueurs d’onde sont absorbées par le gaz.
Un instrument appelé spectrographe peut séparer la lumière qu’il détecte en un spectre, un peu comme un prisme. Les astronomes, ici sur Terre, interprètent ensuite ce spectre, en identifiant les signatures lumineuses des éléments.
Il existe des caractéristiques spectrales appelées bandes interstellaires diffuses qui ont été identifiées comme des caractéristiques d’absorption du milieu interstellaire. Mais, comme nous ne savons pas grand-chose du milieu interstellaire – les conditions dans lesquelles il se forme, par exemple – il est assez difficile d’identifier les molécules individuelles dans ces bandes.
Selon une équipe de chercheurs dirigée par le physicien Martin Cordiner du centre de recherche scientifique Goddard de la NASA, des articles antérieurs ont affirmé avoir détecté des bandes de buckminsterfullerène, mais aucun n’en a apporté la preuve au-delà de tout doute raisonnable. Cela s’explique en partie par les interférences produites par l’atmosphère terrestre lors de l’utilisation d’un télescope terrestre.
L’équipe s’est donc tournée vers le télescope spatial Hubble, en orbite autour de la Terre, qui élimine commodément ces interférences. Ils ont observé 11 étoiles, obtenant des spectres à très haut rapport signal/bruit de sept étoiles qui sont considérablement rougies par le milieu interstellaire, et de quatre qui ne le sont pas.
Ils ont ensuite étudié ces spectres à la recherche de signaux d’absorption à quatre longueurs d’onde associés au buckminsterfullerène.
L’équipe a effectué des détections fiables dans trois des quatre longueurs d’onde (la longueur d’onde restante ne devait de toute façon renvoyer qu’un faible signal) pour les étoiles rougies, et aucune pour les étoiles témoins. L’intensité des signaux correspondait également aux mesures effectuées dans un laboratoire en 2018.
Selon les chercheurs, il s’agit de la preuve la plus solide à ce jour de la présence de buckminsterfullerène dans le milieu interstellaire.
C’est un beau résultat. Il nous indique que la molécule peut exister dans les espaces fantômes entre les étoiles, même si nous ne savons toujours pas où elle s’est formée ni comment elle est arrivée là.
Il nous indique également que le milieu interstellaire peut supporter des molécules plus massives que nous le savions. Auparavant, les plus grandes molécules définitivement détectées dans le milieu interstellaire ne comptaient que 3 atomes plus lourds que l’hydrogène, alors que les buckyballs en comptent 60.
“La confirmation du [buckminsterfullerène] interstellaire représente une percée dans notre compréhension de la complexité chimique dans le milieu interstellaire diffus […] apportant une nouvelle compréhension des types de molécules qui peuvent être responsables des bandes interstellaires diffuses restantes (non identifiées)”, ont écrit les chercheurs dans leur article.
“D’autres observations à haute sensibilité sont recommandées pour mieux contraindre les forces et les profils des bandes de buckminsterfullerène plus faibles, combinées à des études supplémentaires en laboratoire et théoriques qui pourraient permettre l’exploitation des bandes de buckminsterfullerène comme sondes de la physique et de la chimie interstellaires.”
L’article a été publié dans la revue The Astrophysical Journal Letters.
Cet article a été publié pour la première fois en avril 2019.