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

4.2 ETUDES DIRECTES EN ÉMISSION 19tel-00726959, version 1 - 31 Aug 2012absorbante, indépendamment de tout transfert de rayonnement (un photon continuum absorbéégale une molécule absorbante).H. Liszt (NRAO, USA) et R. Lucas (Joint ALMA Office, Chili) ont donc adapté cette méthodeen radio-astronomie millimétrique avec l’étude de l’absorption par le gaz galactique del’émission continuum brillante de quelques dizaines de quasars extragalactiques, assurant unemesure non-biaisée (par la source continuum) des propriétés du gaz diffus. Ce travail, que j’ai rejointen 2003, a conduit à de nombreuses surprises, parmi lesquelles une importante (mais néanmoinslimitée) chimie polyatomique : détection de HCO + , CCH, C 3 H 2 , CN, HCN, HNC, H 2 CO,NH 3 [A27, et références citées dans cet article] ; non-détection de CH 3 OH et HC 5 N [A16]. Cettechimie a parfois lieu dans des régions incapables d’exciter CO à des niveaux d’émission détectables.Les modèles standards de la chimie des nuages diffus prévoit des abondances chimiquesinférieures d’au moins un ordre de grandeur à ce qui est observé. Les profils de raies ne montrentpas de traces évidentes de processus énergétiques (des chocs par exemple), qui permettraientd’activer une chimie chaude. En résumé, nous avons vu une chimie extraordinaire dans le gazdiffus, mais les données ne donnent pas encore de suggestions claires qui puissent l’expliquer.L’étape suivante est la recherche en émission de la structure du gaz par observation des nuagesporteurs. Un des buts majeurs de ce travail est de comprendre si la cinématique des raies signalele dépôt d’énergie en quantité suffisante pour provoquer la chimie observée en absorption.4.2 Etudes directes en émissionPour former des nuages moléculaires géants, il faut dissiper localement l’énergie turbulente etmagnétique responsable du support des nuages diffus contre l’effondrement gravitationnel. Bienque ces processus de dissipation soient mal connus, ils sont une source potentielle d’énergie pourprovoquer la chimie du milieu diffus [A36]. Durant mon service militaire et ma thèse, j’ai mis aupoint avec D. Lis (Caltech, USA) et E. Falgarone (LERMA) des outils d’étude de la cinématiquedes raies de CO, permettant de caractériser la dissipation de la turbulence [A33, A38, A39]. Lesrésultats de ces outils statistiques sont d’autant plus probants que la taille de l’échantillon étudiéest plus grande. Deux possibilités s’offrent dans le cadre du milieu interstellaire. Soit on augmentela taille de la région étudiée à résolution constante : la limite vient du risque d’étudier desrégions soumises à des conditions physiques différentes. Soit on augmente la résolution à taillede région fixée : il est alors naturel de faire de l’imagerie grand-champ avec des interféromètres.Avec P. Hily-Blant et E. Falgarone, nous avons réalisé les deux options dans la même région duciel appelée Polaris [A9, A18]. Les données du Plateau de Bure nous ont permis en particulier demettre en évidence de nouvelles structures CO à très petite échelle (milli-parsec) : il s’agit de gradientsd’émission très aigus à la fois spatialement et en vitesse, aux bords de régions où l’émissionCO est relativement continue. Les gradients de vitesse locaux, jusque 780 km s −1 pc −1 , sontles plus grands jamais mesurés dans une région sans formation active d’étoile. Une interprétationpossible est que ces structures sont un lieu de dissipation de l’énergie turbulente à l’origine duCO vu en émission.4.3 Combiner les deux approches