De la molécule à la nanoparticule : aspects de l`astrophysique

De la molécule à la nanoparticule : aspects de l’astrophysique moléculaire
En sciences de la matière, nous avons tendance à nous concentrer sur des
processus moléculaires qui ont lieu au laboratoire, ou peut-être dans l'environnement
autour de nous. Ce cours est conçu pour nous aider à regarder au-delà du
laboratoire et même au-delà de l'environnement de notre planète propre, à des
régions autrefois considérées comme le domaine exclusif de l'astronome et
l'astrophysicien. Du fond sombre et glacée des nuages interstellaires à l'atmosphère
des étoiles, la chimie physique joue un rôle pivot dans de nombreux objets exotiques
qui composent notre Cosmos. Nous apprendrons les outils de l'astrochimiste et nous
partirons ensuite pour un tour physico-chimique de l'Univers, retournant enfin pour
considérer quelques aspects de la chimie de notre propre Système Solaire.
Le cours se divise en deux blocs. L’enseignement se fera sous forme de cours
magistrales avec vidéo projection et un support écrit, ainsi que du travail personnel
sous forme de problèmes, de recherches et de mini-projets. (Le travail personnel
reste optionnel pour le cours de l’Ecole Doctorale SDLM).
Astrochimie 1 : Introduction à l’astrophysique, molécules interstellaires
Introduction Unités et échelles en astronomie. Un bref tour de l’Univers et des
théories de son origine et de son évolution. Le ‘big bang’. Eléments de
l’astrophysique moderne. Astrochimie et molécules dans l’espace.
Spectroscopie astronomique Processus photophysiques et photochimiques.
Températures en astronomie. Observations terrestre et par satellite. Absorption
interstellaire.
Molécules Interstellaires Caractéristiques et composition de différentes régions de
l’espace. Composition, rôle et formation de la poussière interstellaire. Physique
moléculaire amenant à la synthèse de molécules. Modélisation de la chimie des
nuages denses. Lien vers la formation des étoiles. Astrochimie expérimentale.
Controverses...
Astrochimie 2 : Molécules autour des étoiles et des planètes
Molécules stellaires et circumstellaires Comment fonctionne une étoile?
Nucléosynthèse stellaire. Chimie aux alentours d’une étoile. Enveloppes
circumstellaires. Vents stellaires, jets et chocs. Modèles de formation de la molécule
à la nanoparticule. Masers astronomiques. Aspects chimiques d’une supernova.
Molécules dans le Système Solaire Taille, nature et composition chimique des
planètes (y compris leurs satellites) et leurs atmosphères. Observations terrestres
des planètes et leurs atmosphères. Météores. Exploration des planètes par sondes
spatiales et analyses chimiques. Comètes et astéroïdes. Modèles des atmosphères
planétaires extraterrestres.
Molécules dans les Exoplanètes Observations d’exoplanètes (planètes
extrasolaires). Détection de molécules dans les atmosphères exoplanétaires.
Biomarqueurs, la recherche de vie extraterrestre.