Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) devraient être la classe la plus abondante de molécules organiques dans l’espace, mais leur cycle de vie dans le milieu interstellaire reste mal compris. Maintenant, les astronomes utilisant le télescope de banque verte de NSF ont détecté le cyanocoronène (C24H11CN) – La plus grande HAP jamais détectée dans l’espace – dans le noyau de nuage sans étoile TMC-1, qui fait partie du nuage moléculaire du Taureau interstellaire.
Le cyanocoronène est un dérivé du coronène, une molécule souvent décrite comme le HAP compact prototypique en raison de sa stabilité et de sa structure unique.
On pense que les HAP verrouillent une fraction significative du carbone de l’univers et jouent un rôle clé dans la chimie qui conduit à la formation d’étoiles et de planètes.
Jusqu’à présent, seuls des HAP plus petits avaient été détectés dans l’espace, cette nouvelle découverte poussant considérablement la limite de taille connue.
« Chaque nouvelle détection nous rapproche de la compréhension des origines de la chimie organique complexe dans l’univers – et peut-être, les origines des éléments constitutifs de la vie eux-mêmes », a déclaré le Dr Gabi Wenzel, astronome du MIT et du Centre d’astrophysique de Harvard & Smithsonian.
Le Dr Wenzel et ses collègues ont d’abord synthétisé le cyanocoronène dans un laboratoire et ont mesuré son spectre micro-ondes unique en utilisant des techniques spectroscopiques avancées.
Armés de cette empreinte moléculaire, les astronomes ont recherché le cyanocoronène dans les données du télescope de la banque verte, le télescope clé utilisé dans le projet Gotham (GBT des observations du TMC-1: chasse aux molécules aromatiques).
Ils ont détecté plusieurs lignées spectrales distinctes de cyanocoronène, confirmant sa présence avec une signification statistique de 17,3 Sigma – une détection majeure selon les normes astronomiques.
Le cyanocoronène est désormais la plus grande molécule de HAP individuelle confirmée dans l’espace interstellaire, contenant 24 atomes de carbone dans sa structure centrale (à l’exclusion du groupe Cyano).
La quantité de cyanocoronène trouvée est similaire à celle des plus petits HAP détectées précédemment, ce qui remet en question les attentes selon lesquelles des molécules plus grandes devraient être plus rares dans l’espace.
Cela suggère que des molécules aromatiques encore plus complexes peuvent être courantes dans le cosmos.
« La présence de si grands HAP stables soutient l’idée que ces molécules pourraient être un grand réservoir de carbone, potentiellement enser les nouveaux systèmes planétaires avec les matières premières à vie », ont déclaré les chercheurs.
«L’approche chimique quantique de l’étude montre que le cyanocoronène peut se former efficacement dans les conditions froides de l’espace par des réactions entre le coronène et le radical CN, avec des barrières d’énergie fortement submergées qui ne ralentissent pas le processus à basse température.»
«Cela signifie que la chimie qui construit des matières organiques complexes peut se produire avant même la naissance des étoiles.»
« La découverte du cyanocoronène ajoute non seulement un nouveau chapitre à l’histoire de la chimie cosmique, mais renforce également l’hypothèse du HAP – l’idée que ces molécules sont responsables de mystérieuses bandes d’émission infrarouge observées dans l’univers. »
«Il établit également un lien direct entre la chimie des nuages interstellaires, des météorites et des astéroïdes, ce qui suggère que les molécules organiques trouvées dans notre propre système solaire peuvent être originaires d’environnements similaires bien avant la formation du soleil.»
Les scientifiques ont présenté leurs conclusions le 11 juin au AAS246, 246e rencontre d’été de l’American Astronomical Society.
Gabi Wenzel & Gotham Collaboration. 2025. Découverte du cyanocoronène des HAP à 7 anneaux (C24H11Cn) dans les observations Gotham de TMC-1. AAS246Résumé # 75
