Observations sub-millimetriques a grande sensibilite : optimisation photometrique et evaluation des performances de l'instrument spm-pronaos; observations et modelisation numerique de l'emission infra-rouge et sub-millimetrique du milieu inter-stellaire dense

High sensitivity sub-millimeter observations: photometric optimization and performance evaluation for the instrument spm-pronaos; observation and numerical model of the infrared and sub-millimeter emission of dense regions of the inter-stellar medium

• Auteur / Autrice : Jean-Philippe Bernard
• Direction : Jean-Loup Puget
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terre, océan, espace
• Date : Soutenance en 1991
• Etablissement(s) : Paris 7

Résumé

Les observations astrophysiques a grande sensibilite dans le domaine des longueurs d'ondes infrarouge lointain et submillimetrique (de 100 microns a 1 millimetre) sont rendues difficiles, au sol, par l'opacite de l'atmosphere terrestre, et necessitent l'utilisation d'observatoires de haute altitude. Le spectro photometre multibande (spm), du projet national d'observation sub-millimetrique (pronaos), est destine a l'observation de ce rayonnement aux altitudes stratospheriques accessibles en ballon. La mesure des fluctuations du rayonnement cosmologique a 2,7 kelvin et, en particulier, de l'effet sunyaev-zel'dovich en direction d'amas de galaxies, constitue un objectif scientifique majeur de cette experience. La premiere partie de la these regroupe l'analyse des sources de bruit et le calcul des flux astrophysiques attendus, ainsi que l'optimisation de l'instrument lors de sa phase de conception. L'instrument spm permettra egalement la detection de l'emission thermique des poussieres froides presentes dans le milieu inter-stellaire. Un modele d'emission des phases denses du milieu inter-stellaire a ete developpe. Il permet le calcul du transfert radiatif des photons responsables du chauffage de la poussiere et inclue la presence de tres petits grains de poussieres qui fluctuent en temperature tels que les molecules polycycliques aromatiques hydrocarbonees (pah). Les resultats de cette modelisation montrent que les mesures disponibles dans l'infra-rouge lointain ne permettent generalement pas, a elles seules, de determiner la masse totale des structures observees; des mesures sub-millimetriques sont indispensables. La comparaison des predictions du modele aux observations montre que de brutales variations spatiales de l'abondance ou des proprietes des plus petites particules de poussiere existent au sein des nuages moleculaires, qu'ils soient isoles ou soumis au champ de radiation des etoiles jeunes formees a partir du materiaux dense. La correlation de ces variations avec l'abondance d'autres molecules est interpretee en termes d'existence de reactions chimiques entre phase gazeuse et petits grains de poussiere