La chimie dans l'univers proche

La chimie moléculaire

Où trouve-t-on des molécules dans l'espace ? Sur Terre, il existe des milliers de molécules différentes ; de simples molécules comme le dihydrogène dans l'air, H_2, à des molécules géantes telles que l'ADN. De même, les autres planètes telluriques mais aussi les planètes gazeuses contiennent des molécules. Des molécules assez simples (moins d'une dizaine d'atomes) se trouvent aussi dans les nuages moléculaires (CO, HCN, ...). Les masse volumiques atteintes dans ces régions permettent de refroidir le gaz et de créer assez de collisions pour assembler des molécules. On trouve même des molécules d'eau, H₂0, jusqu'aux confins de l'univers (dans l'environnement de noyaux actifs de galaxies très distantes). Il peut paraître surprenant de trouver des molécules à la surface de certaine étoiles. Cependant, bien que les étoiles soient des environnements très chauds et donc impropres à conserver des molécules stables, les étoiles les plus froides 2 000 - 3 000 K (les étoiles K et surtout M) peuvent héberger des molécules simples sans les casser par collisions.

Bien que l'on trouve des molécules dans divers endroits de l'univers, leur masse totale est négligeable comparée à la masse totale des éléments chimiques de l'univers.

La chimie des métaux

Les métaux en astrophysique englobent tous les éléments plus lourds que l'hélium. Il est assez facile d'en détecter dans les nuages de gaz galactique peu denses et chauds, par leur raies d'absorption ou d'émission. Certaines raies du calcium, de l'oxygène ou du fer ionisés sont maintenant bien connues et étudiées. De manière similaire, les métaux sont aussi visibles par les raies d'absorption qu'ils génèrent dans le spectre d'une étoile.

Bien que la totalité des métaux soit plus massifs que les molécules, ils ne représentent toujours qu'une infime partie de la masse totale de l'univers, moins de 1%.

Hydrogène et Hélium

Les éléments qui forment l'écrasante majorité de la matière ordinaire dans l'univers sont l'hydrogène, à près de 75% de la masse, et l'hélium à près de 24%. Ces deux éléments se retrouvent presque partout. Les étoiles en sont remplies et s'en servent comme carburant pour leurs réactions thermonucléaires. Les nuages interstellaires et intergalactiques sont des réservoirs de gaz qui pourront potentiellement se transformer partiellement en étoiles. Seules les zones de très fortes masse volumiques et froides sont moins fournies en hydrogène et en hélium. La terre par exemple n'a que peu d'hydrogène et d'hélium dans son atmosphère comparé à l'azote et l'oxygène. L'hélium fut ainsi découvert non pas sur terre mais sur le soleil en essayant d'expliquer ses raies d'absorption ; hélium vient de hélios, le Soleil en grec.