Première détection de l’acétate de méthyle dans l’espace

Lundi, 4 novembre 2013

Pour la toute première fois, la molécule d’acétate de méthyle (CH3COOCH3), a été détectée dans l’espace. Cette découverte implique en particulier deux chercheurs du LISA (IPSL-CNRS/Université Paris Diderot/UPEC). Cette observation a eu lieu dans le nuage interstellaire de la Nébuleuse d’Orion grâce au télescope de 30 m de l’IRAM (Espagne)1 dans les domaines spectraux micro-onde et millimétrique. Orion est un nuage interstellaire assez « proche » de nous et il est considéré comme un bon « modèle » pour comprendre la formation d’étoiles à haute masse. Le nombre de petites molécules organiques détectées dans Orion (méthanol, formiate de méthyle, acétone, diméthyl ether, acétaldéhyde, etc.) démontre une très grande complexité chimique. Orion est souvent considéré comme une « vaste usine de molécules organiques ». Ces résultats ont été publiés récemment dans The Astrophysical Journal Letters.

La détection de l’acétate de méthyle (C3H6O2) est une phase importante dans la détection de molécules de plus en plus complexes dans l’espace (citons par exemple la détection du formate d’éthyle (C2H5OCHO) un isomère de l’acétate de méthyle aussi détecté dans Orion, du butyronitrile (C3H7CN)2  ou de l’ amino acétonitrile (NH2CH2CN)3 dans le nuage Sagittarius B2). Ce qui intrigue les chercheurs, c’est que pour le moment il n’existe pas de chemin de formation qui ait été prouvé dans les modèles astrochimiques permettant d’expliquer la présence et l’abondance de l’acétate de méthyle. Cette nouvelle détection est donc une étape clef dans la compréhension de la chimie du nuage interstellaire Orion. Ce dernier peut fournir d’importantes informations sur la formation de molécules organiques complexes sur la surface des grains interstellaires et/ou dans nuages de gaz.


C'est la première fois que l'on découvre de l'acétate de méthyle dans l'espace. Cette découverte a été possible grâce au télescope de 30m de l'IRAM. Crédits : CNRS/ESO


La détection de nombreuses raies de l’acétate de méthyle dans Orion a pu être réalisée notamment grâce à des travaux de spectroscopie effectués au préalable par des chercheurs du LISA à Créteil, en collaboration avec des équipes américaines, italiennes et allemandes ainsi qu’avec des astronomes espagnols. Lorsque les molécules tournent et vibrent, elles émettent des ondes radio à des fréquences spécifiques. Chaque molécule possède une structure unique de fréquences, appelées « raies spectrales », qui constituent son empreinte digitale et qui permet d’identifier cette molécule. Les travaux de laboratoire mesurent la position de ces raies spectrales qui identifient une molécule spécifique qui peut ensuite être recherchée dans les spectres du milieu interstellaire. L’équipe du LISA en particulier a développé des modèles théoriques et des codes spécifiques pour traiter les données expérimentales de laboratoire et fournir des « atlas » de raies complets avec les fréquences spécifiques et les intensités des raies,  qui peuvent être ensuite utilisés par les astronomes pour leurs détections.

Les spectres d’Orion obtenus par le télescope de 30 m de l’IRAM présentent des milliers de raies qui proviennent des molécules relativement abondantes. Le problème d’identifier ces structures spectrales dans le nuage Orion était un véritable challenge, l’analyse a été faite molécule par molécule par l’équipe du Prof. Cernicharo4, en étroite collaboration avec différents laboratoires de spectroscopie dans le monde dont le laboratoire LISA. Ainsi les spectres des isotopologues 13C, 18O et deutéré du formiate de méthyle ainsi que la molécule d’acétate de méthyle5 ont été observés au laboratoire avant d’être détectés dans Orion.

Note(s): 
  1. IRAM ou Institut de RadioAstronomie Millimétrique est un institut international de recherche en radioastronomie millimétrique qui se consacre à l’exploration de l’univers ainsi qu’à l’étude de ses origines et de son évolution. Il possède deux sites d’observation en Espagne au Pico Del Veleta et en France, au plateau de Bure. Fondé en 1979, il est financé par le CNRS en France, le Max-Planck-Geselleschaft pour l’Allemagne et l’IGN pour l’Espagne.
  2. A. Belloche et al., Increased complexity in interstellar chemistry: detection and chemical modeling of ethyl formate and n-propylcyanide in Sagittarius B2(N), Astronomy and Astrophysics, 499, .215-232 (2009)
  3. A. Belloche et al., Detection of amino acetonitrile in Sgr B2(N), Astronomy and Astrophysics, 482, 179-196 (2008)
  4. B. Tercero et al., A line-confusion limited millimeter survey of Orion KL, Astronomy & Astrophysics 528 A26 (2011)
  5. M. Carvajal et al., Rotational spectrum of 13C2- methyl formate (HCOO13CH3) and detection of the two 13C- methyl formate in Orion, Astronomy & Astrophysics 500 1109-1118 (2009)
Source(s): 

B. Tercero, I. Kleiner, J. Cernicharo, H. V. L. Nguyen, A. López, G. M. Muñoz Caro
Discovery of Methyl Acetate and Gauche Ethyl Formate in Orion, The Astrophysical Journal Letters, 770 , L13 (2013)

Contact(s):
  • Isabelle Kleiner, LISA (CNRS/Université Paris Diderot/Université Paris-Est Créteil Val de Marne)
    isabelle [dot] kleiner [at] lisa [dot] u-pec [dot] fr, 01 45 17 65 53

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