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 15 novembre 2019, 14h00
Salle de l'atelier, Paris
Excitation mechanisms in the intracluster filaments around the Brightest Cluster Galaxies
Fiorella POLLES
LERMA
résumé :
In the center of galaxy clusters lie giant elliptical galaxies, the Brightest Cluster galaxies (BCGs). These galaxies are often surrounded by a system of filaments (e.g. Salomé & Combes 2003) that emit in a wide range of wavelengths, illustrating the multi-phase nature of these streams. Many of these filaments do not have strong on-going star formation and the photoionization by stellar emission cannot reproduce their emission (Johnstone et al. 2007): what is preventing these structures to create stars and what heating mech- anisms are involved, are still open questions. I have investigated cosmic rays and X-rays as likely heating sources, combining multi-wavelength line emission (?23 lines: from optical to far-infrared) with Cloudy models (Polles et al in prep.). I have fully constrained the model of the ionized phase combining for the first time optical-to-infrared emission and self-consistent multi-phase models, pushing the analysis to the molecular phase on three off-nuclear regions of NGC 1275, the central giant elliptical galaxy of the Perseus Cluster. We showed that using X-ray emission as the main heating sources, all of the ionized line emission can be reproduced. We found that to reproduce [OI]63?m line, a small filling factor of the photodissociation phase is necessary. We also showed that adding an additional dense phase or an extra pressure component is required to robustly re- produce the H2 line emission.
 
Vendredi 29 novembre 2019, 14h00
Salle de l'atelier, Paris
The size of galaxies in the era of ultra-deep imaging
Nushkia CHAMBA
Instituto de Astrofisica de Canarias
résumé :
While the effective radius is a robust parameter, its use to
characterise galaxy sizes has provided a counter-intuitive definition of
what the actual extent of a galaxy is. Current deep imaging therefore
offers a unique opportunity to critically review the convention that the
size of a galaxy is its effective radius and rethink how one best
measures the extent of galaxies using a physically motivated parameter.
We introduce a new definition of galaxy size based on the gas density
threshold for star formation in galaxies. Remarkably, our new size
definition not only captures what the human visual system identifies as
the edge of a galaxy, but also dramatically decreases the scatter in the
stellar mass - size plane by a factor of three. Our size parameter
unifies galaxies spanning five orders of magnitude in stellar mass on a
single mass-size relationship. To demonstrate the implications of our
results, we show that ultra-diffuse galaxies have the same sizes as
regular dwarfs when a size indicator that describes the global structure
of galaxies is used. This work may be extended for larger samples of
galaxies using upcoming wide, deep imaging surveys.
 
Vendredi 6 décembre 2019, 14h00
Salle de l'atelier, Paris
Is accretion-driven turbulence a key process for galaxy growth ?
Pierre GUILLARD
IAP
 
Vendredi 13 décembre 2019, 14h00
Salle de l'atelier, Paris
Falsifying the concordance of cosmology with the large-scale structures
Benjamin L'HUILLIER
Yonsei University, Seoul
 
Vendredi 24 janvier 2020, 14h00
Salle de l'atelier, Paris
The accretion-ejection connection in planet-forming disks. New perspectives from high angular resolution observations
Benoît TABONE
Leiden
 
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