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Figure 3. Représentation 3D de l'aminoacétonitrile (NH2CH2CN)
Sagittarius B2 (Sgr B2) est un nuagenuage moléculaire géant de gaz et de poussières qui se trouve à environ 120 parsecs du centre de la Voie Lactée. C'est l'un des plus grands dans la Galaxie, couvrant une région de 45 parsecs de diamètre. La masse totale de Sgr B2 est estimée à 3 millions de fois la masse du SoleilSoleil avec une densité moyenne de 3.000 atomesatomes d'hydrogènehydrogène par cm3, soit une densité environ 20 à 40 fois plus élevée que dans un nuage moléculaire typique.
Sa structure interne est complexe, avec trois grands cœurs, désignés par Nord (N), Milieu (M) et Sud (S) avec des valeurs de densités et de températures différentes. Sgr B2 (N) représente le noyau nord et les noyaux Sgr B2 (M) et Sgr B2 (N) sont des sites de formation d'étoilesétoiles massives.
Les températures dans le nuage peuvent varier de 300 K à 40 K selon la distance à laquelle on se trouve des lieux où des étoiles se forment. Les températures moyennes et la pressionpression dans Sgr B2 sont donc faibles et la vitessevitesse des réactions chimiquesréactions chimiques y est extrêmement lente. Toutefois, Sgr B2 est en réalité très riche en moléculesmolécules organiques complexes se formant dans la gangue de glace entourant des poussières silicatées, à tel point que presque la moitié de toutes les molécules interstellaires connues ont d'abord été trouvées dans Sgr B2 !
Figure 1. Cliquez pour agrandir. Le cycle du milieu interstellaire produit des noyaux lourds et des molécules complexes qui seront amenés plus tard par les comètes et les météorites sur des planètes où la vie peut apparaître. Crédit : Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF
On sait aujourd'hui que le milieu interstellaire est aussi complexe qu'un écosystèmeécosystème terrestre avec de nombreux cycles (voir figure 1). Ainsi, c'est dans les nuages moléculaires denses et froids que se forment les jeunes étoiles. Certaines d'entres elles évolueront vite et exploseront en supernovaesupernovae au bout de quelques millions d'années seulement, alors que d'autres vivront plus paisiblement, avec parfois la formation d'un disque protoplanétairedisque protoplanétaire, et finiront leur vie en naine blanchenaine blanche après avoir éjecter de la matièrematière sous forme de nébuleuse planétairenébuleuse planétaire.
Le milieu interstellaire, avec des nuages diffusdiffus ou denses, est donc finalement enrichi en éléments lourds et en poussières carbonées et silicatés, sièges d'une chimiechimie moléculaire intense (voir figure 2). Ce milieu à son tour servira de pouponnière pour des amas ouvertsamas ouverts de jeunes étoiles en s'effondrant gravitationnellement localement, bouclant ainsi le cycle. Sgr B2 n'a donc comme seule particularité que d'être un lieu où la chimie et la dynamique du milieu interstellaire sont particulièrement faciles à décrypter. Mais ce nuage ne représente aucunement une exception dans la vie de la Voie Lactée.
Figure 2. Quelques-unes des molécules organiques complexes impliquées dans la chimie prébiotique et la cosmochimie. Crédit : R. Ruiterkamp
Les nuages moléculaires comme Sgr B2 sont importants pour les chercheurs qui s'occupent d'exobiologie. On a en effet toutes les raisons de penser que les briques de la vie, comme l'adénine et les acides aminésacides aminés que l'on trouve dans les météoritesmétéorites, se sont largement formées dans ce genre de nuage.
Mais étrangement, jusqu'à présent, aucun spectrespectre d'acide aminé n'avait été détecté dans le milieu interstellaire. Pourtant, par ce moyen, plus de 140 molécules sont déjà connues, comme l'éthanol, le formaldéhydeformaldéhyde, l'acide formique, le glycoaldéhyde (un sucresucre) et l'éthylèneéthylène glycol.
Or, avec un radiotélescoperadiotélescope de 30 mètres de diamètre dans la Sierra Nevada espagnole (IRAM) et deux réseaux de radiotélescopes en France (IRAM) et en Australie (ATCA), des chercheurs de l'Institut Max PlanckMax Planck de Radioastronomie de Bonn ont détecté pour la première fois une molécule proche chimiquement d'un acide aminé : l'aminoacétonitrile (voir la figure 3). Ce composé possède une structure similaire à celle de la glycineglycine, en laquelle il peut d'ailleurs effectivement se transformer, par une réaction chimique simple, qui pourrait se dérouler dans le milieu interstellaire.
En général, le détection de molécules organiques complexes et longues n'est pas évidente. On connaît pourtant les spectres de raies de nombres d'entre elles, que l'on peut trouver sur une base de donnéesbase de données très complète sur les molécules d'intérêt astronomique gérée par le laboratoire de spectroscopie moléculaire de l'université de Cologne. Mais l'intensité des raies émises est faible. Il a donc fallu vérifier les observations du radiotélescope espagnol avec deux réseaux de radiotélescopes, l'interféromètreinterféromètre de l'IRAM sur le Plateau de Bure en France et l'interféromètre Australia Telescope Compact Array en Australie.
Les radioastronomes pensent que la détection d'autres molécules organiques complexes dans Sgr B2 devrait se poursuivre. Avec de la chance, ils verront peut-être enfin la signature spectrale d'un des 20 acides aminés formant les protéinesprotéines de la vie terrestre.
