Les molécules comme outils pour l'astrophysique et la cosmologie dans les bandes IRL/mm : des études au laboratoire aux observations
Institution:
Toulouse 3Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
This thesis describes work performed in two different areas of astrophysics linked by the use of the same "tool" that is rotational molecular spectroscopy. First we show how the analysis of submillimetre-wave spectra can be used to constrain the physical and chemical properties of the interstellar medium in the local universe. Then we explain how the study of the spectra of molecules in other galaxies can verify the cosmological models used to describe the universe on a large scale. The first part of the work was carried out mainly at the Centre d'Etude Spatiale des Rayonnements (Toulouse University, CNRS). The motivation was to provide data for the next generation of radio-astronomical instruments : the Herschel Space Observatory (HSO), the international interferometer ALMA and the jumbo-jet based telescope SOFIA. First of all we created a metabase that describes the spectral data available for radioastronomy and included in particular in the JPL and Cologne University (CDMS) databases. Then we took new measurements in the laboratory and analysed them with the following goals : (i) improve the precision of spectral data in the terahertz band that will be opened for astronomy by HSO, (ii) measure the spectra of the (13C and D) isotopomers of the studied species in the light of the increased sensitivity of new instruments. We chose to present the results according to the complexity of the analysis starting with a linear molecule (HCO+ and isotopologues), then a symmetric top (monodeuterated methane), an asymmetric top (formic acid and isotopologues) and finally an asymmetric top with two internal rotors (propane). This latter study also involves the excited torsional states. . . .
Abstract FR:
Ce manuscrit reflète dans sa structure le travail effectué dans deux domaines légèrement différents, mais avec l'idée de principe de montrer comment le même outil peut être utilisé pour dériver l'information dans ces deux domaines. L'"outil" qui sera décrit en détail dans les chapitres suivants est la spectroscopie moléculaire de rotation. Nous montrerons comment l'analyse des spectres de rotation des molécules peut être utile pour contraindre les propriétés physiques et chimiques du milieu interstellaire dans l'univers local ; puis comment la même sorte d'information, mais des molécules dehors de notre galaxie, peut aider à définir les modèles cosmologiques employés pour décrire l'univers à grande échelle. La première partie sera consacré pour présenter la motivation principale de la présente section du travail, mené principalement au Centre d'Etude Spatiale des Rayonnements (CNRS - Université de Toulouse), lié à l'astrophysique du milieu interstellaire et par conséquent du project de radioastronomie de futur proche, basée sur terre et sur satellite. Dans les chapîtres suivants donc ils seront rapportés les résultats principaux des mesures et des analyses suivantes effectués sur des especes moléculaires d'intérêt pour la physique du moyen interstellaire. Pour cette raison ils seront présentés les moyens de laboratoire utilisés pour les mesures et les logiciels pour l'analyse et pour la création de nouveaux catalogues de spectres moléculaires pour la radio astronomie. . .