Interaction of atomic and molecular hydrogen on amorphous water ice surfaces mimicking interstellar dust
Institution:
Cergy-PontoiseDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
Among the different structures of the universe exists what we call the interstellar medium (ISM). It is a place where gas and dust coexist and interact in perfect harmony. In this medium, molecular hydrogen is the most abundant gaseous species and by far the most important one. It is the principal constituent of three of four molecules essential to the existence of life: water, methane, amine and carbon monoxide. The physico-chemistry of the ISM that leads to the formation of new molecules is divided in two: the gas-phase reactions and the gas-dust reactions. The second one being the most efficient route of molecular hydrogen in space. This thesis work is an experimental contribution to study the interaction and the formation of molecular hydrogen on the surface of amorphous water ice surfaces covering dust grains in dark clouds. For this, by uniting ultra-high vacuum techniques, cryogenic systems, atomic and molecular beams, mass spectroscopy and modelling, several experiments have been conducted by using the FOMOLISM experimental set-up (FORmation of MOLecules in the InterStellar Medium).
Abstract FR:
Parmi les différentes structures de l’univers existe ce qu’on appelle le milieu interstellaire (MIS). C’est un endroit où gaz et poussière co-existent et interagissent en parfaite harmonie. L’hydrogène moléculaire est l’espèce la plus abondante et de loin la plus importante du gaz interstellaire. Elle est à la base de trois sur quatre des molécules les plus essentielles à l’apparition de la vie : l’eau, le méthane, l’amine et le monoxyde de carbone. La physico-chimie du MIS qui mène à la formation de nouvelles molécules est divisée en deux : les réactions en phase gazeuse et les réactions sur les grains de poussière qui s’est révélée la voie de formation la plus efficace pour l’hydrogène moléculaire. Ce travail de thèse est une contribution expérimentale à l’étude de l’interaction et de la formation de l’hydrogène moléculaire sur les surface de glace d’eau amorphe qui couvrent les grains de poussière dans les nuages sombres du MIS. Dans ce but, en réunissant techniques ultravides, systèmes cryogéniques, jets atomiques et moléculaires, spectrométrie de masse et modélisation, plusieurs expériences ont été faites en utilisant le dispositif FORMOLISM (FORmation of MOLecules in the InterStellar Medium).