Projet ANR-08-JCJC-0143 – EMA:INC : Experiments and Modeling for Astrochemistry: the Nitrogen Interstellar Case
Programme : Jeunes chercheuses et jeunes chercheurs (JCJC) 2008
Année de financement : 2008
Coordinateur du projet : UNIVERSITE BORDEAUX I (UNIVERSITE BORDEAUX I)
Partenaires : Université de Bordeaux
Montant : 141633.0 euros
Date de début : 2009
Durée : 36 mois
Résumé : La chimie du milieu interstellaire (MIS) est un thème de recherche en plein essor. Grâce au développement des outils d'observations qui sont de plus en plus performants, chaque année, de nombreuses molécules sont découvertes, ce qui modifie ainsi notre connaissance de la chimie complexe du MIS. Les conditions physiques présentes dans ces régions sont très différentes de celles que l'on rencontre sur Terre : les densités et les températures y sont très basses. Pour mesurer la réactivité des espèces chimiques à très basses températures, les expérimentateurs ont développé de nouvelles techniques. Alors que la chimie impliquant des ions a longtemps été considérée comme dominante dans le MIS, les astrochimistes ont récemment compris l'importance des réactions entre espèces neutres dont la réactivité à très basse température pouvait être plus importante que prédite. De nombreuses réactions neutre-neutre ont donc été ajoutées dans les modèles chimiques, utilisés par les astronomes pour simuler la chimie dans les régions du MIS (régions de formation d'étoiles et de planètes), avec des coefficients de réaction très incertains pour ceux qui n'avaient pas été mesurés en laboratoire. Pour pouvoir conclure sur des comparaisons entre les observations astrophysiques et la modélisation, il est crucial de connaître les limites de ces modèles, induites par les incertitudes sur les coefficients de vitesse des réactions chimiques. Dans ce projet, nous voulons associer deux communautés différentes, mais complémentaires pour l'astrochimie: les chimistes expérimentateurs qui étudient la cinétique des réactions aux basses températures et les astronomes qui observent et modélisent la chimie interstellaire. L'astrophysicienne, qui participe à ce projet travaille activement à l'amélioration des bases de données chimiques pour le MIS. Elle a développé un certain nombre d'outils numériques qui permettent d'estimer l'incertitude sur les abondances chimiques calculées afin d'apporter une dimension quantitative aux prédictions des modèles. D'autres outils lui permettent d'identifier les réactions chimiques les plus critiques à étudier en priorité par les expérimentateurs. Ces derniers participant au projet, travaillent depuis de nombreuses années sur l'étude de la réactivité d'espèces neutres. Depuis un an, ces deux équipes travaillent ensemble à la création d'une base de données chimiques unique pour l'astrochimie (MIS et atmosphères planétaires) : KIDA (KInetic Database for Astrochemistry). Un tel outil est nécessaire afin d'optimiser l'efficacité des collaborations entre communautés : KIDA est construite de façon à être utile aux astrophysiciens et planétologues, et de permettre une plus grande visibilité du travail des chimistes à l'ensemble de la communauté. Cette demande ANR porte sur la mise en place de KIDA et l'amélioration des données cinétiques sur la chimie de l'azote qui y figurent. Pour la construction de KIDA, nous demandons le financement d'un assistant ingénieur qui sera chargé de construire l'interface web de la base et de rentrer les données. Le deuxième volet de la demande concerne le financement d'expériences afin de mesurer la cinétique de réaction entre des atomes et des radicaux aux basses températures. L'étude de ce type de réaction est un défi pour les chimistes, mais représenterait une énorme avancée pour la compréhension de la chimie du MIS dans la mesure où ces réactions, mal connues, sont primordiales dans ces milieux. L'extension des moyens expérimentaux, permettra aussi de mesurer les rapports de branchement des produits atomiques des réactions. Bien que la chimie de l'azote soit typiquement utilisée pour comprendre les processus chimiques en jeu dans les phases froides pré-stellaires, les réactions entre N et des radicaux n'ont jamais été étudiées à basse température. Nous nous consacrerons donc à l'étude des réactions de l'azote atomique, identifiées grâce aux nouvelles méthodes numériques, comme importantes pour le MIS. Afi