Les nanodiamants dans les météorites primitives : un lien avec la matière interstellaire

par Hugh G. M. Hill

Thèse de doctorat en Astronomie

Sous la direction de Louis d' Hendecourt.

Soutenue en 1998

à Paris, Muséum national d'histoire naturelle , dans le cadre de École doctorale Sciences de la nature et de l'Homme - Évolution et écologie (Paris) , en partenariat avec Institut d'astrophysique spatiale (Orsay, Essonne ; 1990-....) (laboratoire) .

Le président du jury était Jean-Loup Puget.

Le jury était composé de Jean-Pierre Bibring, Violaine Sautter, Michel Guiraud.

Les rapporteurs étaient Joseph A. Nuth, Constantin Carabatos-Nedelec.

mots clés

• Météorites
• Matière interstellaire

Résumé

Les météorites primitives contiennent de nombreux nanodiamants (jusqu'à 1400 ppm) qui sont supposés être pré-solaires (interstellaires) à cause de leurs nombreuses anomalies isotopiques. Malgré cela, ces nanodiamants n'ont jamais été détectés avec certitude dans le milieu interstellaire ou les enveloppes circumstellaires. Cette thèse s'intéresse à ce problème en analysant les nanodiamants extraits chimiquement de la météorite d'orgueil. Des points de comparaison sont aussi examinés avec des nanodiamants synthétiques et différents échantillons terrestres. Il est montre que les nanodiamants de orgueil ont des surfaces très différentes des diamants courants. Par exemple, environ un sur six atomes de carbone montre une hybridation SP 2. De plus, un nouveau phénomène en physique du solide, la domination des phonons de surface (spd) est présentée dans ce travail pour la première fois. Ce phénomène montre que l'absorption infrarouge des diamants interstellaires dans la région a deux phonon est dominée par des phonons de surface et non des phonons du solide massif. Pour l'application astrophysique, il est proposé qu'une population de nanodiamants existe dans le milieu interstellaire et que son origine vient de la nucléation de diamants autour de certaines nébuleuses protoplanétaires riches en carbone. Ces nanodiamants seraient les porteurs de la bande à 21 microns observes dans les enveloppes circumstellaires de ces nébuleuses. Une estimation en masse de la quantité de diamants dans ces enveloppes montre qu'ils constituent entre 3 et 13% de la masse totale des poussières dans les environnements de deux objets, iras 07134 + 1005 et iras 22272 + 5435. Cette bande à 21 microns est observée en corrélation avec deux bandes d'émission dans le proche infrarouge, a 3. 46 et 3. 54 microns, dans les mêmes objets. Ces bandes moléculaires sont aussi présentées dans une molécule, l'adamantane (c 1 0h 1 6), une molécule qui a été proposée comme précurseur a la formation de diamants par nucléation homogène dans un plasma carbone a basse pression

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