Des nano-diamants cachés dans le milieu interstellaire

Les nano-diamants sont une des composantes les plus énigmatiques de la poussière cosmique. Une fraction importante des nano-diamants pré-solaires extraits des météorites primitives est associée à des supernovas lointaines. Constitutifs de nombreuses météorites, observés dans seulement deux disques proto-planétaires et une étoile évoluée, ils n'ont jamais été observés dans le milieu interstellaire. Grâce aux nouveaux calculs du modèle de poussière THEMIS développé à l'IAS, nous expliquons pourquoi il est difficile d'observer les nano-diamants dans l’espace.

Dans le milieu interstellaire diffus, environ 50 % du carbone se trouve dans la poussière. Si 3 à 5 % du carbone se trouvaient dans les nano-diamants — ce qui correspondrait à l'abondance météoritique pré-solaire — ils seraient indétectables en émission thermique et en extinction. Les constantes optiques des nano-diamants nouvellement calculées par le modèle THEMIS montrent en effet que leurs caractéristiques infrarouges seraient en effet noyées par d'autres caractéristiques d'émission de poussières carbonées (voir la figure ci-dessous). Ainsi, jusqu'à quelques pour cent du budget du carbone disponible pourraient être cachés sous forme de nano-diamants.

Pour les quelques régions circumstellaires où l'émission de nano-diamants a été détectée, les observations avec l'instrument MATISSE au VLTI permettront de contraindre leur localisation à l’échelle de l’unité astronomique. Il s'agit d’obtenir des informations sur leurs tailles, leurs compositions et leur évolution, toujours grâce au modèle THEMIS. Cela pourrait nous permettre de mieux comprendre les propriétés des nano-diamants météoritiques pré-solaires (comme leurs tailles, de l'ordre de 2 à 3 nm). Les constantes optiques calculées par THEMIS fournissent un moyen d'explorer leur existence et leur viabilité dans un large éventail de sources astronomiques.

Un article est sous-presse pour A&A (preprint)

Contacts à l'IAS: Anthony Jones, Nathalie Ysard, Émilie Habart
 

Représentation schématique des surfaces des nano-diamants avec des groupes CH et CH2 sur les facettes.


Émission des composantes de la poussière interstellaire diffuse incluant des nano-diamants hydrogénés (ligne en bleu).
 

 

Distribution en taille des composantes de la poussière interstellaire diffuse incluant des nano-diamants hydrogénés (ligne en bleu) avec une abondance proche de celle de l'abondance dans les météorites.