LERMA UMR8112

Laboratoire d’Études du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique et Atmosphères



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Spectroscopie Moléculaire et Instrumentation Laser pour l’Environnement

par Jean-Hugues Fillion, Mathieu Bertin - publié le , mis à jour le

Membres

Christof Janssen (Chercheur CNRS - Responsable d’équipe), Corinne Boursier (MCF), Hadj Elandaloussi (Ingénieur), Pascal Jeseck (Ingénieur), Yao-Veng Té (MCF), Thomas Zanon (MCF), Dmitri Koshelev (Doctorant).

Contexte

Les molécules sont les briques constitutives de notre univers et les observer au sein de leur environnement permet de mieux comprendre de nombreux processus microscopiques, notamment ceux qui sont liés aux conditions d’apparition de la vie. L’interaction du rayonnement avec la matière est un des outils privilégiés pour sonder les molécules dans leurs différents états et environnements. Il faut donc développer des techniques adaptées et réaliser des mesures performantes.

Alignement d’une cellule d’absorption à faisceaux croisés pour des mesures de précision dans l’ozone.
C. Janssen

Domaines de recherche & Collaborations

L’activité de recherche principale de l’équipe SMILE concerne la compréhension des processus dynamiques et moléculaires qui jouent un rôle dans les atmosphères planétaires ou protoplanétaires. En utilisant des expériences de laboratoire ou des mesures atmosphériques, nous nous intéressons plus particulièrement à l’étude des rapports isotopiques et des concentrations de petites molécules (comme O3, CH4, CO, CO2, composés aromatiques, etc), ce qui renseigne sur l’origine et l’évolution de ces molécules.

Sujets de recherche plus détaillés : anomalies isotopiques de l’oxygène dans les réactions O + XO, voies de formation de l’ozone dans les atmosphères planétaires et en laboratoire, spectroscopie IR à haute résolution ou spectroscopie UV de molécules d’intérêt astrophysique ou atmosphérique, comparaison des propriétés moléculaires dans différents domaines spectraux, mesures de précision des paramètres moléculaires, observation de gaz à effet de serre par des méthodes de télédétection au sol (TCCON), et suivi de la pollution atmosphérique par méthode spectroscopique.

Ce travail fait partie de collaborations nationales (GSMA, Reims ; LiPhy, Grenoble ; LPL, Villetanneuse ; LSCE, Gif-sur-Yvette) et internationales (U. Utrecht, Pays-Bas ; U Copenhagen, Danemark ; U Wuppertal, KIT Karlsruhe, U Bremen ; Allemagne).

A l’aide de dispositifs expérimentaux, souvent développés par nous-mêmes, pour des mesures quantitatives in-situ ou à distance, nous étudions les molécules d’intérêt en phase gazeuse à différentes échelles de temps et d’espace pour des problèmes qui vont de l’origine du système solaire jusqu’aux processus qui influent sur le climat de la Terre.
Nos principaux instruments de mesure sont le spectromètre à transformée de Fourier STF-Paris, le spectromètre à diode laser MIS-TDLAS ainsi que le spectromètre asservi sur un peigne de fréquence PRESPASS en cours de développement. Nous utilisons aussi des spectromètres de masse spécifiques comme le MBMS.

L’équipe SMILE forme depuis peu une équipe transverse, appelée TASQ (Télédétection Atmosphérique et Spectroscopie Quantitative) avec l’équipe télédétection du pôle "Instrumentation, Mesure et Environnement". Cette équipe transverse est rattachée à la fédération de recherche IPSL

Séminaires à venir

Vendredi 21 décembre 2018, 14h00
Salle de l'atelier, Paris
Astrochemistry in star forming regions : new modeling approaches
Emeric BRON
LERMA
résumé :
Star-forming regions present rich infrared and millimeter spectra emitted by the gas exposed to the feedback of young stars. This emission is increasingly used to study the star formation cycle in other galaxies, but results from a complex interplay of physical and chemical processes : chemistry in the gas and on grain surfaces, (de)excitation processes of the atoms and molecules, heating and cooling balance,... Its understanding thus requires detailed astrochemical models that include the couplings between these processes. In this talk, I will present several examples where new modeling approaches of specific processes and their couplings proved crucial to solve persistent observational riddles : from the driving role of UV irradiation in the dynamics of photodissociation regions (PDR) to the efficient reformation of molecular hydrogen in these regions.
 
Mardi 15 janvier 2019, 11h00
Salle de l'atelier, Paris
ATTENTION jour ET heure inhabituels
Thresholds for Globular Cluster Formation and their Dominance of Star Formation in the Early-Universe
Bruce ELMEGREEN
IBM Research Division
résumé :
Young massive clusters (YMCs) are usually accompanied by lower-mass clusters and unbound stars with a total mass equal to several tens times the mass of the YMC. If this was also true when globular clusters (GCs) formed, then their cosmic density implies that most star formation before redshift ~2 made a GC that lasted until today. Star-forming regions had to change after this time for the modern universe to be making very few YMCs. Here we consider the conditions needed for the formation of a ~10^6 Msun cluster. These include a star formation rate inside each independent region that exceeds ~1 Msun/yr to sample the cluster mass function up to such a high mass, and a star formation rate per unit area of Sigma_SFR ~ 1 Msun/kpc^2/yr to get the required high gas surface density from the Kennicutt-Schmidt relation, and therefore the required high pressure from the weight of the gas. High pressures are implied by the virial theorem at cluster densities. The ratio of these two quantities gives the area of a GC-forming region, ~1 kpc^2, and the young stellar mass converted to a cloud mass gives the typical gas surface density of 500-1000 Msun/pc^2. Observations of star-forming clumps in young galaxies are consistent with these numbers, suggesting they formed today's GCs. Observations of the cluster cut-off mass in local galaxies agree with the maximum mass calculated from Sigma_SFR. Metal-poor stellar populations in local dwarf irregular galaxies confirm the dominant role of GC formation in building their young disks.
 
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