LERMA UMR8112

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



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Spectroscopie VUV à haute résolution de molécules interstellaires

par Mathieu Bertin - publié le , mis à jour le

Membres

M. Eidelsberg (chercheur bénévole), M. Glass-Maujean (Prof. émérite), A.-M. Vasserot (MCF), S. Leach (chercheur bénévole), J.-L. Lemaire (chercheur bénévole), W-Ü L. Tchang-Brillet (Prof.), C. Blaess (tech.), N. Champion (ingénieur)

Contexte

Les données d’observation de qualité sans cesse améliorée fournies par la nouvelle génération de téléscopes de l’espace et du sol, renforcent le besoin de données de laboratoire de haute précision pour leur interprétation. Le groupe possède une expertise dans les études à haute résolution des spectres électroniques de petites molécules, qui se situent dans le domaine de l’ultraviolet du vide (VUV ). La haute résolution est indispensable pour déterminer les niveaux d’énergie de ces systèmes quantiques, pour sonder leurs propriétés radiatives, et pour les études de la photodynamique.

Des techniques complémentaires sont employées, y compris la spectrométrie de masse et la détection de dissociation ionique. Les études en émission sont réalisées en utilisant le spectrographe à vide de 10 mètres (résolution R = 150000 ) de l’Observatoire de Meudon.

Les études en absorption sont effectuées dans les installations de rayonnement synchrotron, soit sur la ligne de lumière DESIRS à SOLEIL, utilisant le spectromètre à transformée de Fourier ( R = 350000 ) soit à BESSY ( R = 100000 ). Les longueurs d’onde avec une précision meilleure que 10-7 sont obtenues, ainsi que sections efficaces d’absorption et les largeurs de prédissociation et/ou d’ionisation.

L’interprétation des spectres expérimentaux est étroitement liée aux calculs théoriques fondés sur les potentiels et les opérateur de couplage ab initio.

Etudes en cours

Les espèces actuellement à l’étude sont d’intérêt pour une variété d’environnements astrophysiques.

  • H2/HD/D2 : Nous poursuivons les études expérimentales et théoriques du spectre de raies très complexe de la molécule la plus abondante de l’Univers et de ses isotopologues, qui montrent de fortes perturbations non adiabatique. Les raies de H2 et HD sont candidates pour sonder une possible variation cosmologique de la constante fondamentale qui est le rapport de masse proton-électron mu = mp/me. Ces études permettent d’enrichir la base de données MOLAT.
  • CO : La molécule CO est un traceur pour H2 et donne lieu à une photochimie très riche dans le MIS. Nous conduisons une étude exhaustive des séries de Rydberg dans le spectre de CO et de ses isotopologues, y compris les interactions predissociatives Rydberg - valence, qui sont isotopiquement dépendantes.
  • Molecules relevant to exobiology : Etude récente par absorption dans l’UV lointain et par la technique de coïncidence électron-ion de formamide et de ses dérivés méthylés, de diacétylénique, cyanoacétylène et dicyanoacetylene. / La mesure, à travers le spectre d’absorption UV du radical interstellaire CN, de la température de rayonnement du fond cosmique. / Etude du rôle joué par le rayonnement VUV dans les exoplanètes. / Test de la validité des valeurs publiées de la chaleur de formation de molécules neutres et ioniques.

Collaborations

Mourad Roudjane, Wim Ubachs (VU Amsterdam), Christian Jungen (LAC Orsay), I. Haar, A. Ehresmann (Kassel), Steve Federman (Univ. of Toledo, Ohio) and Glenn Stark (Wellesley College, Massachussets), Martin Schwell (LISA, Crêteil), H. Baumgärtel (Berlin)

Séminaires à venir

Vendredi 22 mars 2019, 14h00
Salle de l'atelier, Paris
New Planckian quantum phase of the Universe before Inflation: Its present day and Dark Energy implications
Sanchez, Norma
LERMA
résumé :
The physical history of the Universe is completed by including the quantum planckian and super-planckian phase before Inflation in the Standard Model of the Universe in agreement with observations. In the absence of a complete quantum theory of gravity, we start from quantum physics and its foundational milestone: the universal classical-quantum (or wave-particle) duality, which we extend to gravity and the Planck domain. A new quantum precursor phase of the Universe appears beyond the Planck scale. Relevant cosmological examples as the Cosmic Microwave Background, Inflation and Dark Energy have their precursors in this era. A whole unifying picture for the Universe epochs and their quantum precursors emerges with the cosmological constant as the vacuum energy, entropy and temperature of the Universe, clarifying the so called cosmological constant problem which once more in its rich history needed to be revised. The consequences for the deep universe surveys, and missions like Euclid will be outlined.
 
Vendredi 5 avril 2019, 14h00
Salle de l'atelier, Paris
The magnetized interstellar medium in the Galaxy through Faraday tomography of the radio sky
Andrea BRACCO
ENS
résumé :
The study of the diffuse Galactic interstellar medium (ISM) is both a
waypoint to investigate the processes that turn gas into stars and to
account for foreground contaminations in modern high-precision
cosmological probes of the Universe.

New structures in the diffuse ionized and magnetized ISM have been
recently observed through Faraday tomography of polarization data at low
radio frequencies. Although the physical origin of these structures
remains uncertain, interesting correlations with tracers of neutral ISM,
such as atomic hydrogen lines and interstellar dust polarization, have
been found. This opens an observational window on the first stages of
phase transition between diffuse/warm and denser/colder gas under the
presence of magnetic fields, allowing us to constrain their role in
structure formation in the ISM.

In my talk I will present an overview of the recent findings in the
diffuse Galactic ISM with the LOFAR radio polarization data. I will
highlight the relevance of a thorough statistical description of these
data both for Galactic studies and for modeling their impact as a
foreground to the detection of the atomic hydrogen 21cm hyperfine
transition from the Epoch of Reionization, a key step with the upcoming
Square Kilometre Array (SKA).
 
Vendredi 12 avril 2019, 14h00
Salle de l'atelier, Paris
Radiation magnetohydrodynamic models and spectral signatures of plasma flows accreting onto young stellar object
Salvatore COLOMBO
LERMA
résumé :
According to the largely accepted magnetospheric accretion scenario, classical T Tauri Stars (CTTSs) are young stars that accrete material from their circumstellar disk. The objective of my PhD project is to shed light on the processes governing the physics of the accreting plasma flows, through complete radiation magnetohydrodynamic models. In this talk, I will present the results obtained during my 18 month period in Paris.

First, I will focus on the results obtained from a 3D magnetohydrodynamical (MHD) model of a star-disk system. We simulate the effects of series of flares occurring on the surface of the disk. We observe that each flare produces a hot loops that links the star to the disk; all the loops build up a hot extended corona that irradiates the disk from above. Moreover, the flares trigger overpressure waves that travel through the disk and modify its configuration. Accretion funnels may be triggered by the flaring activity and thus contribute to the mass accretion rate of the star. The accretion columns can be perturbed by the flares. As a result, the streams are highly inhomogeneous, with a complex density structure, and clumped.

Second, I will provide the first assessment of the role of radiation effects on the dynamics and the structure of the impact region of the accreting column onto the stellar surface. In particular, we proved the existence of a radiative precursor in the pre-shock part of the accreting column. To achieve such a result, we have, for the first time, developed a Non Local Thermodynamic Equilibrium (non-LTE) radiation hydrodynamics model, which we implemented in the 3D MHD PLUTO code.”

 
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