Dans les milieux interstellaires, la matière est très peu dense mais pas complètement absente. On y observe des gaz atomiques et moléculaires, ainsi que des micro-grains de poussière (contenant des silicates et du carbone) sur lesquels peuvent s'agréger des molécules « gelées » appelées « glaces ». Or des rayonnements peuvent apporter l'énergie nécessaire à une chimie singulière – compte tenu des conditions de pression et de température qui règnent dans cet environnement – avec des réactions pouvant durer des millions d'années !

Des études antérieures ont montré que l'irradiation de glaces contenant du carbone et de l'azote – du monoxyde de carbone (CO), de l'ammoniac (NH₃) ou du méthanol (CH₃OH) – peut conduire à la formation d'acides aminés que l'on observe sur certaines météorites.

L'étape suivante dans l'élaboration de molécules de plus en plus complexes pour le vivant consiste à former des polymères d'acides aminés : des peptides. Ces liaisons peptidiques relient un groupe amine (dérivé de l'ammoniac) d'un acide aminé et le groupe carboxyle (-COOH) d'un autre.

Des chercheurs du Cimap (Centre de recherche sur les ions, les matériaux et la photonique) et leurs partenaires montrent, par des travaux expérimentaux et théoriques, que les collisions de particules alpha (noyaux d'hélium) ayant une énergie du même ordre que celle des vents stellaires peuvent induire des liaisons peptidiques au sein d'agrégats d'acides aminés faiblement liés (alanine β : NH₂CH₂CH₂COOH). Grâce à des analyses par spectrométrie de masse à temps de vol, ils mettent notamment en évidence la formation d'assemblages de quatre acides aminés (tétrapeptides).

En s'appuyant sur les spectres de masse des produits et sur des calculs de dynamique moléculaire, ils précisent les mécanismes en jeu depuis d'ionisation des molécules par transfert de charge jusqu'à la libération de molécules d'eau.

Ces travaux ont été menés en collaboration entre l'Université autonome de Madrid (Espagne) et le Cimap/Iramis (Centre de recherche sur les ions, les matériaux et la photonique), à Caen, dans le cadre du laboratoire collaboratif international « Dynamo » (Fragmentation DYNAmics of complex MOlecular systems).