Une étude, dont les résultats intitulés «Collisional Excitation and Weak Maser Action of Interstellar Methanimine» sont publiés dans la revue The Journal of Physical Chemistry Letters, a déterminé avec précision, grâce à des calculs quantiques, les probabilités de transitions collisionnelles d’une molécule organique, la méthanimine. Ce travail permet ainsi d’expliquer la signature spectrale à 5.29 GHz de cette molécule découverte en 1973 dans le centre galactique, en raison du fait qu'il s’agît d’un effet MASER (*).

Rappelons tout d'abord que «dans le milieu interstellaire, là où se forment les futures étoiles de notre galaxie», plus «de 200 espèces chimiques différentes dont des précurseurs de biomolécules comme le cyanure d’hydrogène (HCN), l’ammoniac (NH3) ou le formaldéhyde (H2CO)» ont été identifiées. Parmi celles-ci, «les imines (molécules contenant une liaison chimique -C=N) constituent une famille particulière» qui peut «nous éclairer sur l’origine de la vie dans l’Univers», car les imines «sont les précurseurs possibles des acides aminés (briques de base des protéines)».

La méthanimine (H2C=NH), qui «a été découverte dans le milieu interstellaire en 1973, en direction du centre galactique, grâce à une signature spectrale à 5.29 GHz», est «l’imine la plus simple». Comme «la forte intensité du signal impliquait une quantité anormalement élevée de méthanimine dans cette région de la galaxie», une hypothèse avancée «était qu’une inversion de population produisait une amplification du signal, c’est-à-dire un MASER, analogue au célèbre effet LASER optique» («dans le milieu interstellaire les pressions sont en effet si faibles que les collisions ne sont pas assez fréquentes pour thermaliser l’énergie interne des molécules» et «les effets hors-équilibre y sont la norme plutôt que l’exception»).

Cependant pour valider ce scénario, il était nécessaire de «connaître les taux de transitions collisionnelles avec une précision suffisante». Ce travail a été réalisé par cette étude qui a «déterminé ces taux à l’aide d’une approche quantique». Le spectre de la méthanimine a ainsi pu être modélisé «dans les conditions du centre galactique», ce qui a confirmé «l’inversion de population attendue». Par ailleurs, le signal observé par le télescope géant de Green Bank (Virginie occidentale) a pu être reproduit avec une grande précision.

Au bout du compte, ce travail amène à «envisager la détection de nouvelles espèces chimiques très peu abondantes dans le milieu interstellaire grâce à l’effet MASER qui amplifie un signal autrement indétectable».

Lien externe complémentaire (source Wikipedia)

(*) Maser