Les chercheurs ont utilisé des expériences de laboratoire pour récupérer les étapes chimiques conduisant à la formation d’hydrocarbures complexes dans l’espace. Une analyse récente du Lawrence Berkeley Lab a tenté d'expliquer la présence de pyrène (un composé chimique connu sous le nom d'hydrocarbure aromatique polycyclique) dans certaines météorites.
Les scientifiques pensent que certaines des premières structures de carbone ont subi une évolution dans l'espace. À partir de gaz simples, il est possible de créer des structures unidimensionnelles et bidimensionnelles. La pyrène mène au graphène bidimensionnel, suivi du graphite et de l'évolution d'une chimie plus complexe.
La structure moléculaire du pyrène est représentée par 16 atomes de carbone et 10 atomes d'hydrogène. Il s'est avéré que les mêmes processus thermiques conduisant à la création de pyrène sont également mis en oeuvre dans les processus de combustion des moteurs d'automobiles, entraînant l'apparition de particules de suie.
Cette dernière étude est basée sur des travaux antérieurs, où ils ont analysé les hydrocarbures avec des anneaux moléculaires plus petits, observés dans l'espace. Quand ils ont été remarqués pour la première fois, leur apparence n’était pas claire. Cette question a obligé astronomes et chimistes à unir leurs forces pour comprendre comment se sont formés les précurseurs chimiques de la vie dans l'espace. Pyrène appartient à la famille des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), qui représentent environ 20% de tout le carbone galactique. Les HAP sont des molécules organiques consistant en une séquence d'anneaux moléculaires fusionnés.
Les scientifiques ont examiné les réactions chimiques associées à la combinaison d'un radical hydrocarboné complexe, le 4-phénanthrène, dont la structure moléculaire comprend une séquence de 3 cycles et contient 14 atomes de carbone et 9 atomes d'hydrogène avec l'acétylène.
Le mélange gazeux a été introduit dans le microréacteur, ce qui a chauffé l'échantillon à des températures élevées afin de simuler des conditions stellaires. L'appareil génère des rayons lumineux d'IR aux rayons X. Le mélange est sorti par une petite buse à des vitesses supersoniques, ce qui a permis d'arrêter la chimie active dans la cellule chauffée. L'équipe a ensuite focalisé un faisceau de lumière ultraviolette sous vide du synchrotron sur le mélange de gaz chauffé.
Le détecteur de particules chargées a mesuré les différents temps d'arrivée des particules formées après ionisation. Ils contenaient les signatures de contrôle des molécules mères. Des mesures expérimentales et des calculs théoriques nous ont permis de voir les étapes chimiques intermédiaires et de confirmer la création de pyrène. Dans les études futures, ils prévoient d’étudier des méthodes de formation de molécules annulaires plus grosses avec la même technique.
