Thèse soutenue

Emission moléculaire dans les regions de formation stellaire

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Auteur / Autrice : Antoine Gusdorf
Direction : D. R. FlowerGuillaume Pineau des Forêts
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance en 2008
Etablissement(s) : Paris 11 en cotutelle avec Durham University
Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Des observations récentes montrent que les jeunes étoiles en cours de formation éjectent de la matière à des dizaines de kilomètres par seconde, sous la forme de jets et flots impactant le milieu ambiant dont l’effondrement est à l’origine de la formation stellaire. L’impact supersonique entre le jet et le nuage moléculaire parent de l’étoile génère un front de choc sous la forme d’un “bow-shock” se propageant dans le gaz interstellaire, et qui s’accompagne d’un choc en retour qui se propage le long du jet. La structure de ces chocs dépend de leur vitesse ainsi que des propriétés physiques du gaz dans lequel ils se propagent. Les simulations numériques de type magnétohydrodynamique de propagation de tels chocs permettent de modéliser l’émission moléculaire en provenance de ces régions, et ainsi de contraindre les propriétés du gaz étudié. Une large grille de modèles de chocs est construite, pour différentes plages de valeurs de paramètres caractéristiques parmi lesquels la vitesse de choc, la densité préchoc, le champ magnétique, et l’âge des chocs. L’émission de la molécule de dihydrogène (dont le traitement est inclus dans le code de choc) est d’abord étudiée. Des diagrammes d’excitation (rotationnelle et rovibrationnelle) sont construits pour chaque modèle, et comparés aux observations disponibles pour le flot bipolaire L1157. Ces comparaisons confirment la nécessité d’un recours à des modèles de chocs non stationnaires pour interpréter les densités de colonne observées pour les niveaux de H2. L’émission d’autres molécules caractéristiques des régions de choc est ensuite etudiée. Le transfert de rayonnement de ces molécules est simulé à l’aide d’un programme numérique reposant sur l’approximation LVG (Large Velocity Gradient). Dans le cas de la molécule de SiO, des comparaisons avec les intensités integrées observées de la région L1157 sont effectuées indépendamment des résultats relatifs au dihydrogène, avec un bon accord pour des modèles de chocs stationnaires et sous diverses hypothèses de répartition initiale du silicium dans les grains de poussière, et de l’oxygène dans la phase gazeuse. La comparaison simultanée des observations SiO et H2 est alors réalisée, c’est à dire leur ajustement par un même modèle de choc (non stationnaire), avec des résultats encourageants. Pour compléter cette étude, l’émission de CO est aussi traitée de façon similaire, et étudiée sur les modèles de l’ensemble de la grille. Le monoxyde de carbone est ajouté à la liste des molécules dont la production et l’émission peuvent être modélisées par le même choc que H2 et SiO avec un accord satisfaisant, même si cet ajout ne génère pas de contrainte supplémentaire par rapport à ces deux molécules.