CAractérisation des Signatures Spectrales d’agrégats carbOnés poUr L’astrochimie par l’Expérience – CASSOULExp

Les poussières cosmiques jouent un rôle primordial dans l’évolution physico-chimique du milieu interstellaire. Abondants et bénéficiant d’un rapport surface sur volume élevé, les nanograins (grains de taille nanométrique) sont fortement couplés avec la phase gazeuse et contribuent à son enrichissement. A ce jour, les interactions gaz-grain ont été étudiées en utilisant des surfaces « infinies » comme modèles, ce qui ne rend pas compte des effets liés à la morphologie et à la taille des nanograins. Le projet CASSOULExp vise à étudier des agrégats cationiques composés d’hydrocarbures aromatiques polycycliques et de molécules d’eau comme un cas modèle des interactions eau-nanograins carbonés dans les régions de formation stellaire et planétaire. Afin de caractériser ces systèmes, nous développerons une méthodologie permettant de mesurer, de manière systématique, la signature spectrale infrarouge de ces agrégats en fonction de la nature et du nombre de molécules les composant. De plus, nous étudierons les modifications de ces spectres en fonction de la température des agrégats afin d’explorer les mécanismes de désorption et de diffusion moléculaire. Nous réaliserons ce projet à l’aide du dispositif d’astrophysique de laboratoire unique PIRENEA 2 qui permettra de produire ces agrégats, de les thermaliser, de les isoler dans des conditions astrophysiques puis de mesurer leur spectre d’action infrarouge. Ces nouvelles données nous permettront de proposer des familles de nanograins classées selon les tendances spectrales observées en fonction des paramètres expérimentaux. Celles-ci contraindront les modèles de chimie quantique et seront utiles à l’interprétation d’observations astrophysiques notamment celles réalisées par le James Webb Space Telescope. Ce projet ouvrira la voie à des études plus complexes concernant d’autres domaines spectraux ou temporels sur des agrégats moléculaires ou atomiques hétérogènes ayant un fort intérêt en astrochimie et chimie atmosphérique.