Analyses spectrales pour interpréter les observations des

Analyses spectrales pour interpréter les observations des
instruments radio-astronomiques de la nouvelle génération
Responsable : Adam WALTERS, IRAP, 9 avenue du Colonel Roche, BP 4346 - 31028 TOULOUSE Cedex 4
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05 61 55 87 58 – 06 51 96 36 99
Les nouveaux instruments pour la radioastronomie comme l’observatoire spatial
Herschel (lancé en mai 2009) et l’interféromètre international ALMA (mise en service
progressive depuis 2011), mesurent des spectres de différents objets (nuages moléculaires,
protoétoiles, enveloppes stellaires, …) du milieu interstellaire à haute résolution spectrale (et
pour ALMA également à haute résolution spatiale). Ces instruments, grâce à leur grande
sensibilité peuvent détecter des milliers de raies spectrales dues aux nombreuses espèces
chimiques présentes dans ces objets. Ces spectres constituent un outil extrêmement puissant
pour étudier la formation des étoiles et des planètes et pour expliquer les origines des «briques
chimiques » qui auraient pu donner naissance à la vie.
La modélisation des spectres astrophysiques implique la disponibilité de données de
référence très précises, obtenues à partir des spectres mesurés en laboratoire. En ce qui
concerne Herschel particulièrement, des mesures sont prises dans une gamme de fréquence,
au-delà de 1 THz où les mesures au laboratoire sont actuellement incomplètes. La sensibilité
d’ALMA permet d’envisager la détection de nouvelles espèces chimiques.
Les actions à mener sont :
(1) Maintenir un bilan des données des bases spectroscopiques existantes pour les
molécules d’intérêt astrophysique
(2) Contribuer à la mesure du spectre des molécules prioritaires en collaboration avec
les meilleurs équipes de spectroscopie submillimétrique et THz comme l’Institut de Physique
de l’Université de Cologne (www.ph1.uni-koeln.de) et le groupe PhLAM de l’Université de
Lille (www.phlam.univ-lille1.fr).
(3) Analyser les spectres des molécules mesurées pour en obtenir un jeu de constantes
moléculaires. On pourra ensuite prévoir l’ensemble des raies en dehors des gammes mesurées
et interpréter correctement les intensités des raies dans les spectres astrophysiques.
(4) Rechercher les raies des molécules étudiées dans les observations astrophysiques.
Informations supplémentaires : Le travail pourrait être poursuivi ultérieurement dans le
cadre d’un stage de M2 ou de thèse soit avec un « coloriage » physique fondamentale –
physique moléculaire soit avec un « coloriage » astrophysique.
Article de référence :
"The quest for complex molecules in space: Laboratory spectroscopy of n-butyl cyanide,
n-C4H9CN, in the millimeter wave region and its astronomical search in Sagittarius B2(N)",
Ordu et al., Astronomy and Astrophysics, Astronomy and Astrophysics, 541 A121 (2012)
http://arxiv.org/abs/1204.2686
Quelques liens :
www.astro.uni-koeln.de/cdms/molecules
http://hifi.strw.leidenuniv.nl/
www.herschel.fr
www.almaobservatory.org/