Impact de l'évolution des hydrocarbures aromatiques polycyliques sur la physique et la chimie des régions des photodissociation : une étude dans l'infrarouge et le millimétrique

par Paolo Pilleri

Thèse de doctorat en Astrophysique

Sous la direction de Christine Joblin et de Maryvonne Gerin.

Soutenue en 2010

à Toulouse 3 .

  • Titre traduit

    Impact of the evolution of polycyclic aromatic hydrocarbons on the physics and chemistry of photodissociation regions : a study in the infrared and millimeter domains


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    Les molécules Polycycliques Aromatiques Hydrogénées (PAH) sont un constituant majeur de la matière interstellaire, contenant environ 20% de la totalité du carbone dans notre galaxie. Les PAH jouent un rôle majeur dans la physique et la chimie des régions de photo-dissociation (PDR). Dans ces environnements, l'évolution des PAH est pilotée par le champ de rayonnement ultraviolet (UV) et il a été proposé qu'elle soit liée à celle des très petites particules de poussière et aux petits hydrocarbures. Dans ce travail, nous proposons un nouvel éclairage sur ces scénarios d'évolution en combinant les analyses des données infrarouges (IR) des télescopes spatiaux ISO, Spitzer et AKARI, à de nouvelles observations dans les domaines de l'IR lointain et du sub-millimétrique obtenues par le satellite Herschel ainsi que dans le domaine millimétrique grâce aux télescopes au sol de l'IRAM. Nous avons développé une nouvelle méthode d'analyse des observations de spectro-imagerie de l'IR moyen qui permet d'étudier l'évolution des très petits grains en cours d'évaporation (eVSG) dans les PDR. Cette procédure fournit une estimation de la fraction de carbone contenu dans les eVSG par rapport au total du carbone contenu dans les espèces responsables de l'émission des Bandes Infrarouges Aromatiques (AIB). Cette quantité s'avère être reliée au champ de rayonnement UV et peut ainsi être utilisée comme sonde de l'intensité de ce rayonnement dans des sources résolues ou non spatialement. Les résultats obtenus sont également cohérents avec un scénario dans lequel la destruction des eVSG par le champ UV donne naissance à des PAH libres. Les résultats de l'analyse dans l'IR moyen sont comparés aux observations des domaines du proche IR et du millimétrique, montrant que les processus de destruction des eVSG pourraient être une source de petits hydrocarbures. Une modélisation précise de la chimie des hydrocarbures dans les PDR s'avère nécessaire pour quantifier ce scénario. Nous avons utilisé le télescope de 30m de l'IRAM pour chercher la signature rotationnelle spécifique d'un PAH individuel, le corannulène, dans le spectre millimétrique de la nébuleuse du Rectangle Rouge. En comparant à des modèles la limite supérieure d'abondance déduite de la non détection de ce PAH, nous avons pu contraindre l'abondance maximale des PAH de petite taille dans cette source. Ceci indique que ces espèces sont sous-abondantes dans les enveloppes des étoiles carbonées évoluées, et contraint les mécanismes de formation des PAH dans ces environnements. Les résultats de l'analyse dans l'infrarouge moyen sont combinés aux observations de plusieurs constituants du gaz dans l'IR lointain et le submillimétrique grâce au satellite Herschel et dans le millimétrique avec les instruments de l'IRAM afin d'étudier la géométrie, le bilan énergétique et la dynamique des PDR associées à la nébuleuse par réflexion NGC~7023. Ce sujet devrait continuer à progresser dans les années à venir grâce à de nouvelles données Herschel, mais aussi l'arrivée de futures missions spatiales JWST et SPICA et de l'interféromètre ALMA.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (174 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 157-169

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2010 TOU3 0264
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