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 Christian Balança, 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 télescopes 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 = 150 000) 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 = 350 000) soit à BESSY (R = 100 000). 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 opérateurs 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 adiabatiques. 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.
  • Molécules d’intérêt pour l’exobiologie :
    • 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 dicyanoacétylène.
    • 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 23 octobre 2020, 14h00
téléconférence Zoom,
The role of molecular filaments in the origin of the IMF
Philippe ANDRÉ
CEA, Laboratoire d’Astrophysique AIM Paris-Saclay
résumé :
The origin of the stellar initial mass function (IMF) is one of the most debated
issues in astrophysics. I will discuss new insights into this problem based on a systematic census of prestellar cores and molecular filaments in nearby clouds taken as part of the Herschel Gould Belt survey, as well as higher-resolution observations with APEX/ArTéMiS and ALMA. Our results point to the key role of the quasi-universal filamentary structure pervading molecular clouds. They suggest that the dense cores making up the peak of the prestellar core mass function (CMF) - and indirectly the peak of the IMF - result from gravitational fragmentation of molecular filaments near the critical mass per unit length. The Salpeter power-law tail of the CMF/IMF may be at least partly inherited from the filament line mass function (FLMF), which is observed to follow a Salpeter-like power law in the regime of thermally supercritical filaments.

 
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