[tel-00726959, v1] Caractériser le milieu interstellaire ... - HAL - INRIA

Chapitre 3Copyright: IRAM/PdBIIntroductiontel-00726959, version 1 - 31 Aug 2012Les molécules sont de loin les traceurs les plus riches de la matière diffuse dans l’univers,des galaxies à grand z aux disques proto-planétaires. Leurs degrés de liberté internes et externesgardent en effet la signature des conditions physiques de l’environnement où elles évoluent.Pour bénéficier pleinement des diagnostics fondés sur les raies moléculaires, leurs processus deformation et de destruction doivent être compris quantitativement et pas seulement qualitativement.C’est une véritable gageure étant donné les conditions physiques extrêmes (faible densité,basse température, éclairement UV souvent important) et la dynamique complexe (turbulencemagnéto-hydrodynamique) du milieu.Mes travaux cherchent à définir, à réaliser et à interpréter les observations originales, souventà la limite des capacités instrumentales actuelles en radio-astronomie (sub)-millimétrique.Ces observations permettent des avancées significatives dans la compréhension des processusphysiques et chimiques à l’œuvre dans le milieu interstellaire galactique ou extra-galactique,de la naissance des étoiles à leur mort. J’ai ainsi été amené à participer à des études variées :détection puis cartographie des raies de CO et CI dans des QSO à grand redshift (2.58 et4.12) [A30, A31, A34], caractérisation des courants de refroidissement dans le cœur de l’amasde galaxies Persée [A17], étude de la morphologie des vents d’une AGB [A20], caractérisationde la physique et de la chimie de proto-étoiles [A14, A19, A22, A23, A24, A26, A3]. Ces étudesse font à l’interface de PCMI et des PNCG et PNPS.Plutôt qu’une description exhaustive de l’ensemble de mes travaux, j’ai choisi de présenterici ceux qui m’ont continuement occupé durant les dix dernières années et qui cherchent à caractériserla structure et la chimie du milieu interstellaire local. La partie 4 décrit les efforts quej’ai entrepris pour contraindre la composition et la formation des nuages moléculaires géants.La partie 5 montre que la nébuleuse de la Tête de Cheval est non seulement un objet emblématiquede l’astronomie, mais surtout un fantastique laboratoire pour tester la physique et lachimie du milieu interstellaire. Comprendre les diagnostics physiques et chimiques localementest d’autant plus important que les progrès récents en radio-astronomie (spectromètres à hauterésolution sur de très larges bandes passantes, échantillonnage du plan focal par des multi-pixels,haute résolution angulaire à l’aide des interféromètres) permettent l’observation de traceurs chimiquesdans de nouveaux environnements extrêmes comme les disques proto-planétaires ou lesgalaxies locales et à haut redshift. Dans la mesure du possible, j’essaie de mettre à disposition dela communauté les outils nouveaux développés pour réaliser ces études. Par exemple, la partie 7présente les algorithmes et les logiciels qu’il a fallu (qu’il faut) créer ou modifier pour permettre