Les hydrocarbures aromatiques polycycliques, appelés communément PAHs pour Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, forment une famille très vaste d’espèces moléculaires. Ces espèces sont composées de carbone et d’hydrogène et possèdent une structure polycyclique (avec au moins deux cycles aromatiques). Ces systèmes moléculaires et leurs dérivés sont supposés contenir de quelques % jusqu’à plusieurs dizaines de % du carbone des galaxies, et porter plusieurs signatures spectrales en absorption et en émission détectées avec les télescopes au sol et embarqués. Ces systèmes forment une composante importante de la matière interstellaire, entre les petites molécules et les grains de poussières. En effet leur distribution de taille attendue va de quelques dizaines à quelques centaines d’atomes de carbone. Pour ces espèces, les signatures spectrales au travers des transitions électroniques dans la gamme UV-visible sont très peu connues. En effet, la diversité et la gamme de taille rendent très difficiles leur mesure en laboratoire dans des conditions similaires à celles régnant dans le milieu interstellaire (quelques dizaines de K et très faible densité).
Le dispositif Nanograins comporte une chambre de combustion à basse pression couplée à un spectromètre de masse par temps de vol. Grâce à la formation d’un écoulement supersonique extrait de la flamme, l’objectif est de mesurer les spectres d’absorption UV-visible des espèces moléculaires produites dans différentes conditions de flamme. Différentes méthodes de spectroscopie laser sont mises en œuvre, toutes adaptées à la mesure des espèces neutres. Les études ont permis d’identifier bon nombre d’espèces produites (plus de 80 dérivés du benzène et de PAHs), et surtout d’obtenir nouveaux spectres dans le cadre de la thèse de Joffrey Fréreux. Ces résultats ont permis de formuler une nouvelle hypothèse quant à la nature des porteur de l’absorption géante détectée à 217 nm, bande mesurée sur de nombreuses lignes de visée depuis les années 1960 et portée par des espèces présentes dans le milieu interstellaire, mais non élucidée à ce jour. Les travaux continuent, avec l’intégration de nouveaux types de brûleur sous vide pour élargir la diversité d’espèces produites.
Contacts :
Emmanuel Dartois
Thomas Pino