Pourquoi étudier les molécules dans l’espace ?

Cepheus B - Nuage moléculaire Cepheus B, situé dans notre galaxie à 2 400 années-lumière de la Terre. Crédit : NASA

Toute la matière visible de l’Univers, celle qui constitue les étoiles, les planètes, les comètes, etc. est constituée d’atomes et de molécules.

Alors qu’on a longtemps cru que l’espace qui sépare les étoiles était essentiellement vide, on sait depuis quelques dizaines d’années que de nombreux atomes et molécules forment d’immenses nuages, que l’on nomme « nuages interstellaires ». Ces derniers peuvent atteindre des tailles d’une dizaine d’années-lumière (1 année-lumière vaut environ 10 000 milliards de kilomètres).

On a également observé de jeunes étoiles à l’intérieur de ces nuages, ce qui a permis de comprendre que les nuages interstellaires étaient le berceau de nombreuses étoiles et de leurs éventuelles planètes.

Ainsi pour comprendre les processus de formation des étoiles et des systèmes planétaires, il faut savoir comment se forment les molécules dans les nuages interstellaires et suivre leur évolution.
 

CSIRO - Radiotélescope CSIRO’s Parkes. Credit & © Shaun Amy

Les premiers instruments ayant permis de se rendre compte de la diversité des molécules présentes dans les nuages interstellaires sont les radiotélescopes. Ils sont en effet capables de capter le rayonnement radio émis par les molécules constituant ces nuages.

Ils ont permis aux astronomes de détecter à ce jour une variété de plus de 190 molécules dans le milieu interstellaire et dans les comètes.

Ces molécules sont essentiellement constituées d’hydrogène (élément le plus abondant dans l’univers, puisqu’il représente 95% de sa composition), de carbone, d’oxygène et d’azote.
 

HERSCHEL - Le satellite spatial Herschel et la nébuleuse de la Rosette. Copyright ESA – C. Carreau

Certaines molécules n’émettent pas d’ondes radios, mais des rayonnements infra-rouges. Comme une partie de ces rayonnements sont bloqués par l’atmosphère de la Terre, des télescopes spatiaux ont été construits pour observer ces molécules depuis l’espace. Ils sont donc complémentaires des radiotélescopes.
Comme tout corps émet un rayonnement infra-rouge qui dépend de sa température, ces satellites ont aussi permis d’identifier de jeunes étoiles en formation, encore relativement froides, dans les nuages interstellaires.