Spectroscopie millimétrique et submilimétrique de molécules astrophysiques : application au Formiate de Méthyle, au Glycolaldéhyde et à l’Isocyanure d’Allyle

par Imane Haykal

Thèse de doctorat en Optique et lasers, Physico-chimie, Atmosphère

Sous la direction de Thérèse Huet et de Laurent Margulès.


  • Résumé

    Les molécules organiques complexes sont abondantes dans le milieu interstellaire et leur détection est indispensable à la compréhension des processus chimiques gouvernant l'univers. Les détections astronomiques sont réalisées par des télescopes comme ALMA, SOFIA, HERSCHEL et IRAM, dans le domaine millimétrique. À cette fin la spectroscopie de rotation en laboratoire est une étape indispensable. L'étude du glycolaldéhyde, de l'isocyanure d'allyle et du formiate de méthyle a été réalisée. Les spectres ont été enregistrés sur le spectromètre millimétrique et submillimétrique du PhLAM. Le glycolaldéhyde est une molécule pré-biotique possible, les états fondamentaux et les trois premiers modes de vibration des deux isotopologues 13C ont été modélisés par le modèle théorique du Hamiltonien de Watson. Le formiate de méthyle, isomère du glycolaldéhyde, est très abondant dans le milieu interstellaire. Il contient un groupe méthyle et est caractérisé par un mouvement de grande amplitude qui se couple avec la rotation globale de la molécule. La modélisation de ce couplage a nécessité un ajustement global des états de torsion νt = 0 et 1 du groupe méthyle de l'isotopologue 13C-2. Sa détection dans Orion-KL sera reportée. L'isocyanure d'allyle est d'intérêt astrophysique. Cette molécule présente une structure hyperfine due à l'atome N et résolue uniquement dans le domaine micro-onde. L'analyse des états fondamentaux des conformères Cis et Gauche les plus stables a été entendue dans le domaine millimétrique et submillimétrique. L'interaction de Coriolis (type a et b) entre les niveaux ν1 = 1 et ν2 = 1 du conformère Cis de l’isocyanure d’allyle a été modélisée.

  • Titre traduit

    Millimeter and submillimeter wave spectroscopy of astrophysical molecules : application to Methylformate, Glycolaldehyde and Allylisocyanide


  • Résumé

    Complex organic molecules are abundant in the interstellar medium and their detection play a big role in the comprehension of the chemical processes governing the evolution of the universe. Astronomical detection in the millimeter- wave region is realized by the use of telescopes such as ALMA, SOFIA, HERSCHEL and IRAM. For this purpose, rotational spectroscopy in the laboratory is an essential stage. In consequence, the study of glycolaldehyde, allylisocyanide and methylformate was elaborated. The spectrum of these molecules was recorded with the millimeter- and submillimeter- wave spectrometer in the PhLAM laboratory. Glycolaldehyde is a possible prebiotic molecule. The rotational spectra of the ground state and the three lowest vibrational modes for the two 13C isotopologs were modeled by a Watson Hamiltonian. The methylformate is an isomer of glycolaldehyde and is very abundant in the interstellar medium. It is characterized by the presence of methyl group establishing large amplitude motion witch couples with the global rotation of the molecule. To model this interaction for the 13C-2 isotopolog, a global fit of the two torsional states νt = 0 et 1 of the methyl group is required. The detection of νt = 1 in Orion-KL will be reported. Allylisocyanide is of astrophysical interest. This molecule establishes an hyperfine structure due to the presence of the N atom. This structure is resolved only in the micro- wave domain. The analysis of the ground state of both conformers was extended in the millimeter- and submillimeter- wave regions. Coriolis interactions of a and b types between ν1 = 1 and ν2 = 1 sates of the Cis conformer was resolved.


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