Le vide interstellaire, que ce soit au sein d’une galaxie ou entre galaxies, n’est pas complètement vide. Une galaxie est une structure cosmique formée par le rassemblement sous l’effet de la gravitation d’étoiles et de leurs planètes éventuelles, de particules glacées, de poussière interstellaire et de gaz, sans doute même de la matière invisible dite noire, et contenant souvent un trou noir supermassif en son centre.
Les gaz et les glaces dans un tel ensemble s’y répartissent selon une logique stricte dépendant des capacités d’absorption ou de désabsorption des gaz par les particules de matière en contact. Selon les mesures faites en laboratoire, les capacités d’absorption des gaz dépendent du caractère de la surface d’absorption.
Si celle-ci est plate (lisse), la capacité d’absorption est égale à l’unité pour la plupart des gaz. Mais l’étude référencée ci-dessous a montré qu’en ce qui concerne l’eau H2O et le Gaz carbonique CO2 elle diminuait brutalement dans le cas de substrats analogues à de la poussière cosmique, tels des particules sub-micrométriques de carbone ou d’olivine.
Ceci résulte de la courbure des grains de matière. Le phénomène peut s’étendre à des structures beaucoup plus importantes telles que les disques circumstellaires. Il est apparu par ailleurs que les conditions de libération de l’H2O n’était pas modifiées par la taille des grains
Référence
Laboratory-based sticking coefficients for ices on a variety of small-grain analogues
volume5, pages 445–450 (2021)
Abundances and the partitioning between ices and gases in gas–grain chemistry are governed by adsorption and desorption on grains. Understanding of astrophysical observations relies on laboratory measurements of adsorption and desorption rates on dust grains analogues. On flat surfaces, gas adsorption probabilities (or sticking coefficients) have been found to be close to unity for most gases1,2,3. Here we report a strong decrease in the sticking coefficients of H2O and CO2 on substrates more akin to cosmic dust, such as submicrometre-sized particles of carbon and olivine, bare or covered with ice. This effect results from the local curvature of the grains, and then extends to larger grains made of aggregated small particles, such as fluffy or porous dust in more evolved media (for example, circumstellar disks). The main astrophysical implication is that accretion rates of gases are reduced accordingly, slowing the growth of cosmic ices. Furthermore, volatile species that are not adsorbed on a grain at their fourre-tout temperature will persist in the gas phase, which will impact gas–ice partitions. We also found that thermal desorption of H2O is not modified by grain size, and thus the temperature of snowlines should be independent of the dust size distribution.
Pour en savoir plus
Smith, RS & Kay, BD Études par faisceaux moléculaires des processus cinétiques dans les films d’eau à l’échelle nanométrique. Le surf. Rév. Lett. 4 , 781–797 (1997).
Chaabouni, H. et al. Coefficient d’adhérence de l’hydrogène et du deutérium sur les silicates en conditions interstellaires. Astre. Astrophyse. 358 , A128 (2012).
J., Acharyya, K. & Vidali, G. Collage de molécules sur de la glace d’eau amorphe non poreuse. Astrophyse. J. 823 , 56 (2016).
Weingartner, JC & Draine, BT Répartition et extinction de la taille des grains de poussière dans la Voie Lactée, le Grand Nuage de Magellan et le Petit Nuage de Magellan. Astrophyse. J. 548 , 296–309 (2001).
Europe Solidaire 