L'origine de la vie sur Terre est un sujet qui a piqué la curiosité humaine depuis probablement avant que l'histoire ne commence. Mais comment la matière organique qui constitue les formes de vie est-elle arrivée sur notre planète ? Bien que cela soit encore un sujet de débat parmi les universitaires et les praticiens dans des domaines connexes, une approche pour répondre à cette question consiste à trouver et à étudier des molécules organiques complexes (COM) dans l'espace.

De nombreux scientifiques ont rapporté avoir trouvé toutes sortes de COM dans les nuages ​​moléculaires, des régions gigantesques de l'espace interstellaire qui contiennent divers types de gaz. Cela se fait généralement à l'aide de radiotélescopes, qui mesurent et enregistrent les ondes radiofréquences pour fournir un profil de fréquence du rayonnement entrant appelé spectre. Les molécules dans l'espace tournent généralement dans diverses directions, et ils émettent ou absorbent des ondes radio à des fréquences très spécifiques lorsque leur vitesse de rotation change. Les modèles actuels de physique et de chimie nous permettent d'approcher la composition de ce vers quoi un radiotélescope est pointé, via l'analyse de l'intensité du rayonnement incident à ces fréquences.

Dans une étude récente publiée dans Avis mensuels de la Royal Astronomical Society , Dr Mitsunori Araki de l'Université des sciences de Tokyo, avec d'autres scientifiques de tout le Japon, a abordé une question difficile dans la recherche de COMs interstellaires :comment peut-on affirmer la présence de COMs dans les régions les moins denses des nuages ​​moléculaires ? Parce que les molécules dans l'espace sont principalement alimentées par des collisions avec des molécules d'hydrogène, Les COM dans les régions à faible densité des nuages ​​moléculaires émettent moins d'ondes radio, ce qui rend difficile pour nous de les détecter. Cependant, Le Dr Araki et son équipe ont adopté une approche différente basée sur une molécule organique spéciale appelée acétonitrile (CH ³ CN).

L'acétonitrile est une molécule allongée qui a deux modes de rotation indépendants :autour de son grand axe, comme une toupie, ou comme s'il s'agissait d'un crayon tournant autour de votre pouce. Ce dernier type de rotation a tendance à ralentir spontanément en raison de l'émission d'ondes radio et, dans les régions de faible densité des nuages ​​moléculaires, il devient naturellement moins énergique ou "froid".

En revanche, l'autre type de rotation n'émet pas de rayonnement et reste donc actif sans ralentir. Ce comportement particulier de la molécule d'acétonitrile a été la base sur laquelle le Dr Araki et son équipe ont réussi à le détecter. Il explique :« Dans les régions de faible densité des nuages ​​moléculaires, la proportion de molécules d'acétonitrile tournant comme une toupie devrait être plus élevée. Ainsi, on peut en déduire qu'un état extrême dans lequel beaucoup d'entre eux tourneraient de cette manière devrait exister. Notre équipe de recherche était, cependant, le premier à prédire son existence, sélectionner des corps astronomiques pouvant être observés, et commencer réellement l'exploration."

Au lieu d'opter pour des émissions d'ondes radio, ils se sont concentrés sur l'absorption des ondes radio. L'état froid de la région de faible densité, si peuplé de molécules d'acétonitrile, devrait avoir un effet prévisible sur le rayonnement qui provient des corps célestes comme les étoiles et qui les traverse. En d'autres termes, le spectre d'un corps rayonnant que nous percevons sur Terre comme étant derrière une région de faible densité serait filtré par des molécules d'acétonitrile tournant comme une toupie de manière calculable, avant qu'il n'atteigne notre télescope sur terre. Par conséquent, Le Dr Araki et son équipe ont dû sélectionner avec soin des corps rayonnants pouvant être utilisés comme lumière de fond appropriée pour voir si l'ombre de l'acétonitrile froid apparaissait dans le spectre mesuré. À cette fin, ils ont utilisé le radiotélescope de 45 m de l'observatoire radio de Nobeyama, Japon, explorer cet effet dans une région de faible densité autour du "nuage moléculaire Sagittaire Sgr B2(M), " l'un des plus gros nuages ​​moléculaires au voisinage du centre de notre galaxie.

Après une analyse minutieuse des spectres mesurés, les scientifiques ont conclu que la région analysée était riche en molécules d'acétonitrile tournant comme une toupie; la proportion de molécules tournant de cette façon était en fait la plus élevée jamais enregistrée. Enthousiasmé par les résultats, Le Dr Araki remarque :« En considérant le comportement particulier de l'acétonitrile, sa quantité dans la région de faible densité autour de Sgr B2(M) peut être déterminée avec précision. Parce que l'acétonitrile est un COM représentatif dans l'espace, connaître sa quantité et sa distribution dans l'espace peut nous aider à approfondir la distribution globale de la matière organique. »

Finalement, cette étude peut non seulement nous donner quelques indices sur l'origine des molécules qui nous conforment, mais aussi servir de données pour le moment où les humains parviennent à s'aventurer en dehors du système solaire.