Groupe de Réflexion en Astrochimie du Milieu InterStellaire

Identification de réactions clés

A partir de méthodes de sensibilité, il est possible d’identifier des réactions “clés” d’un système chimique. Ces réactions clés dépendront cependant du temps considéré (on est jamais à l’équilibre dans le milieu interstellaire sauf cas particulier), de la molécule qui nous intéresse, du réseau chimique et des autres paramètres (température, densité et champ de rayonnement). Par conséquent, la sélection de réactions importantes ne peut se faire que pour des cas particuliers. C’est là que les astrophysiciens peuvent intervenir pour déterminer les cas intéressants.

Cas du nuage moléculaires

Méthode :
On calcule l’évolution chimique standard (en utilisant la valeur standard des taux de réaction) pour un nuage moléculaire : température de 10K, densité de H2 de 104 cm-3, extinction visuelle de 10 et taux de rayonnement cosmique de 1.3x10^-17s-1.
On varie ensuite chaque taux de réaction (un seul à la fois) par un certain facteur (facteur 2 dans notre cas). Pour chaque taux que l’on a varier, on calcule l’évolution chimique et on compare cette évolution avec l’évolution standard. Cette comparaison nous permet de voir de façon quantitative de combien une variation de chaque taux perturbe l’abondance de chaque molécule. On peut déterminer ensuite pour une molécule et un temps donné quelles sont les réactions qui influencent le plus l’abondance de cette espèce.
On peut calculer (à un temps donné) par exemple Ri,j = (X0i-X’i,j)/X0i
X0i étant l’abondance standard de l’espèce i et X’i,j l’abondance de l’espèce i lorsque l’on perturbe la réaction j.

Résultats :
Nous avons donc fait ce travail pour un nuage moléculaire typique. Nous présentons ici les résultats. Deux fichiers sont disponibles correspondant à deux âges différents 104 et 105 ans. Les fichiers contiennent pour chaque espèce la liste des réactions qui modifient l’abondance de l’espèce de plus de 10% lorsque son taux est multiplié par un facteur 2. A droite de chaque réaction, la valeur de R est donnée. R positif signifie que l’abondance est diminuées, R négatif signifie qu’elle est augmentée.
Liste des réactions importantes à 10⁴ ans : React_imp_1e4yr.dat
Liste des réactions importantes à 10⁵ ans : React_imp_1e5yr.dat

On peut aussi regarder les réactions qui influencent le plus de molécules. Les fichiers suivants contiennent le nombre d’espèce pour lesquelles R>0.1 pour chaque espèce.
React_imp_1e4yr_2.dat
React_imp_1e5yr_2.dat