Molécules qui ne peuvent jamais exister naturellement sur terre

Les mystères de l'espace sont trop excellents pour que quiconque enveloppe vraiment la tête. Notre vision de l'univers est incroyablement étroite, et presque tout ce que nous découvrons ne fait que soulever plus de questions. Bien que nous soyons naturellement attirés par les vues dramatiques des supernovae, des nébuleuses planétaires et des constellations dans le ciel nocturne, les plus grands mystères de l'espace sont également au niveau chimique. En effet, bien au-delà de notre petit orbe bleu, il y a des molécules qui n'existent même pas sur Terre.

Le milieu interstellaire – l'espace entre les étoiles – est principalement composé de gaz. L'hydrogène est le plus abondant, mais l'hélium se présente en deuxième place, et il joue un rôle particulier dans le monde chimique. L'hélium est un gaz noble, qui fait partie d'un groupe d'éléments qui ne forment pas naturellement des liaisons avec d'autres éléments, ce qui signifie qu'ils n'existent que indépendamment, et non dans le cadre d'une molécule. L'hypothèse scientifique de longue date a été que les gaz nobles sont complètement inertes, mais il s'avère que les lois de l'espace sont différentes de celles de notre planète. Ici, nous ne pouvons lier que des gaz nobles dans les laboratoires, mais dans l'espace, ces réactions chimiques se produisent naturellement, et ces soi-disant « éléments impossibles » peuvent fournir des réponses vitales au mystère de la formation de l'univers.

Si vous regardez les parties du tableau périodique, vous remarquerez que tous les éléments sont organisés en colonnes appelées groupes. Le groupe 18, la colonne la plus éloignée à droite de la table, est généralement colorée différemment du reste, signifiant une famille d'éléments contrairement à aucun autre. Ce sont les sept gaz nobles: hélium (He), néon (NE), Argon (AR), Krypton (KR), Xenon (XE), Radon (RN) et Oganesson (OG). Les six premiers existent naturellement sur Terre, mais Oganesson, qui est hautement radioactif, n'a été synthétisé que dans un laboratoire. Il n'a même été découvert qu'en 2002, et c'est actuellement l'élément connu le plus lourd de l'univers.

Les molécules se forment lorsque les atomes se lient les uns aux autres. Ils forment des liaisons covalentes, dans lesquelles les atomes se joignent en partageant des électrons entre eux, ou des liaisons ioniques, dans lesquelles les atomes chargés à chargement perdent des électrons et se lient avec d'autres atomes pour restaurer l'équilibre. Les gaz nobles sont des valeurs aberrantes car leurs atomes ont déjà le nombre maximal d'électrons, et donc ils n'échangent pas avec d'autres éléments. Du moins, pas sur Terre, ils ne le font pas, mais les scientifiques découvrent que les gaz nobles se comportent différemment dans l'espace.

Le lancement du télescope spatial Herschel en 2009 a finalement permis aux scientifiques d'identifier un type de molécule de gaz noble dans l'espace. Herschel a capturé les données en suivant le rayonnement infrarouge, et quand il a tourné son attention vers la nébuleuse du crabe, quelque chose d'étrange s'est produit. Les données ont montré une molécule dans la longueur d'onde de 485 microns, mais il n'y a pas de molécules dans cette longueur d'onde. Au moins, c'est ce que pensaient les astronomes, jusqu'à ce que d'autres données révèlent que la molécule soit l'argonium (ARH +), une combinaison d'hydrogène et de l'argon de gaz noble.

La raison pour laquelle l'argonium peut exister dans la nébuleuse de crabe est que les rayons cosmiques chargés électriquement passant par des atomes d'argon à bande spatiale d'un électron, lui permettant de se lier à l'hydrogène. Les chercheurs ont également découvert que l'argonium est créé à partir d'un isotope d'argon différent de celui de l'atmosphère terrestre.

Les astronomes ont longtemps théorisé l'existence d'une autre molécule de gaz noble, appelée hydrure d'hélium (Heh +), une combinaison d'hélium et d'hydrogène. Il était présumé existant parce que l'hydrogène et l'hélium sont les deux éléments les plus abondants de l'univers et les éléments clés de la composition des étoiles. Étant donné que l'hydrogène et l'hélium étaient les principaux produits chimiques créés par le Big Bang, les scientifiques ont fini par croire que l'hydrure d'hélium devait être la première molécule qui s'est jamais formée dans l'univers … et pourtant, elle n'existait nulle part sur Terre. La percée est finalement venue en 2019, lorsqu'une étude publiée dans Nature a démontré la présence d'hydrure d'hélium dans une nébuleuse planétaire à 3 000 années-lumière.