Analyse de matériaux extraterrestres primitifs et synthèse en laboratoire de leurs analogues : Investigation des liens minéraux-organiques.

par Romain Maupin

Projet de thèse en Astronomie et Astrophysique

Sous la direction de Zahia Djouadi et de Rosario Brunetto.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de École doctorale Astronomie et astrophysique d'Île-de-France (Meudon, Hauts-de-Seine) , en partenariat avec IAS - Institut d'Astrophysique Spatiale (laboratoire) , Astrochimie et Origines (equipe de recherche) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-10-2018 .


  • Résumé

    L'étude de la formation et de l'évolution de notre Système solaire se fait selon plusieurs approches: i/ l'analyse de matière extraterrestre primitive, telles que les IDPs, les météorites, les grains cométaires (Stardust, NASA) et astéroïdaux (Hayabusa1, JAXA). Ces études sur des gains «naturels» peuvent être couplées à des travaux sur des analogues synthétisés en laboratoire. ii/ l'observation des objets du Système solaire (planètes, astéroïdes, comètes) et d'autres systèmes planétaires en formation. iii/ les missions spatiales qui effectuent sur ces corps des analyses in-situ (Rosetta, Hayabusa2) et des retours d'échantillons (Hayabusa 1&2, OSIRIS-REx). Dans ce contexte, il est demandé au (à la) doctorant(e) de s'impliquer dans l'analyse IR/Raman d'IDPs et de développer un protocole de mesures sur ces petits grains (~ 15 µm) en réflectance dans la gamme Vis-NIR 0,4-1,1 µm. Les données IR seront utilisées, à plus long terme, pour l'interprétation des données qui seront fournies par le futur télescope JWST (instrument MIRI) qui sera lancé au printemps 2019 et qui sondera la poussière dans les disques protoplanétaires et le milieu interstellaire. Une autre partie consiste en la synthèse en laboratoire d'analogues de la matière extraterrestre solide. Celle-ci est généralement constituée de deux phases distinctes et mélangées, l'une organique et l'autre minérale. Il est demandé de participer à la production et la caractérisation de résidus organiques formés par irradiations ioniques de glaces (de compositions interstellaires) déposées sur différents substrats dont des silicates. Nous tentons à travers ces expériences i/ d'étudier le probable rôle catalytique des minéraux sur la synthèse des organiques, ii/ de mieux comprendre l'assemblage minéraux-organiques dans les grains extraterrestres et iii/ d'utiliser les spectres IR obtenus pour extraire les indices de réfraction de ces matériaux complexes, indispensables en astrophysique.

  • Titre traduit

    Analysis of primitive extraterrestrial materials and laboratory synthesis of their analogs: Investigation of the links between the mineral and organic components.


  • Résumé

    The formation and evolution of our solar system can be studied according to several approaches. i / Analysis of primitive extraterrestrial matter, such as IDPs, meteorites, cometary grains (Stardust, NASA) and asteroidal ones (Hayabusa1, JAXA). These studies on 'natural' gains can be coupled to the synthesis and analyses of analogs in the laboratory. ii / The observation of solar system objects (planets, asteroids, comets) and other planetary systems in formation. iii / Space missions that perform in-situ analyzes on small bodies (Rosetta, Hayabusa2) and samples return (Hayabusa 1 & 2, OSIRIS-REx). In this framework, the PhD student will be involved in the IR/Raman analysis of IDPs, and develop a protocol for reflectance measurements of these tiny particles (~ 15 µm) in the Vis-NIR range 0.4-1.1 μm. The IR data, will be useful, in a long term, for the interpretation of the IR data that will be provided by the next telescope JWST (instrument MIRI) which will be launched in spring 2019 and will probe the dust in the protoplanetary disks and the interstellar medium. Another part consists on the laboratory synthesis of analogs to the solid extraterrestrial matter. This latter is generally composed of two distinct and mixed phases, organics and minerals. It is requested to participate in the production and characterization of organic residues formed by ion irradiation of ices (having interstellar compositions) deposited on different substrates including silicates. We aim through these experiments, i/ to study the probable catalytic role of the minerals on the synthesis of the organics ii/ to better understand the mineral-organic assembly in the extraterrestrial materials and iii/ to use their IR spectra to deduce the refractive indexes of these complex materials, necessary in astrophysics.