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 14 juin 2019, 14h00
Salle de l'atelier, Paris
Astronomie au Pôle Sud en 1984 : la mission EMILIE
Jean-Michel LAMARRE
Observatoire de Paris/LERMA
résumé :
En 1984 une équipe du CNRS soutenue par l’INAG (INSU aujourd’hui), en association avec l’Université du Delaware et l’appui du programme antarctique des USA, a installé l’expérience EMILIE pour quelques semaines au Pôle Sud géographique pour y effectuer les premières observations astronomiques en ondes submillimétriques. Les conditions d’altitude et de température font du Pôle Sud un site unique pour ce domaine spectral, mais les conditions d’accès en sont particulièrement difficiles et les questions logistiques y occupent une place vitale, au sens propre.

Le récit de ces premières observations sera replacé dans ce contexte particulier et dans le cadre géographique exceptionnel de ce continent. On s’appuiera pour cela sur les cahiers de manip et sur des photos de la mission, mais on ne se privera pas d’utiliser les images les plus spectaculaires et les données les plus récentes de la recherche polaire, ni d’ailleurs celles de "l’âge héroïque" de l’exploration de l’Antarctique.

L’expérience EMILIE fut pour ses participants une étape importante du long apprentissage technique et scientifique qui a donné naissance au satellite Planck. On doit aussi y voir les prémices de l’observatoire submillimétrique aujourd’hui en activité au Pôle Sud, le « dark sector » de la station Amundsen-Scott.


 
Vendredi 21 juin 2019, 14h00
Salle de l'atelier, Paris
Accretion-driven turbulence and observational signatures
Pierre GUILLARD
IAP
 
Vendredi 5 juillet 2019, 14h00
Salle de l'atelier, Paris
Self-generated UV in molecular shocks
Andrew LEHMANN
ENS
 
Vendredi 20 septembre 2019, 14h00
----------, Paris
Challenging a Newtonian prediction through Gaia wide binaries
Xavier HERNANDEZ
UNAM, Mexico
résumé :
Under Newtonian dynamics, the relative motion of the components of a binary star should follow a Keplerian scaling with separation. Once orientation effects and a distribution of ellipticities are accounted for, dynamical evolution can be modelled to include the effects of Galactic tides and stellar mass perturbers. This furnishes a prediction for the relative velocity between the components of a binary and their projected separation. After reviewing recent work evidencing the existence of a critical acceleration scale in Elliptical Galaxies and Globular Clusters, I will show new results showing such a phenomenology in Gaia wide binaries using the latest and most accurate astrometry available. The results are consistent with the Newtonian prediction for projected separations below 7000 AU, but inconsistent with it at larger separations, where accelerations are expected to be lower than the critical a0 value of MONDian gravity. This result challenges Newtonian gravity at low accelerations and shows clearly the appearance of gravitational anomalies of the type usually attributed to dark matter at galactic scales, now at much smaller stellar scales.


 
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