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OSUG - Terre Univers Environnement OSUG

Thèmes de recherche

Sommaire
- Astrochimie
- Formation d’étoiles
- Collisions moléculaires
- Univers froid

Astrochimie

Dans les conditions physiques extrêmes qui sont rencontrées dans le milieu interstellaire (MIS), les éléments chimiques sont majoritairement sous forme atomique, ionisé ou neutre. Toutefois, dans certaines régions du MIS, les atomes peuvent s’associer et former des molécules qui ne seront pas immédiatement dissociées par le rayonnement énergétique dans lequel baigne le MIS. Ces régions denses et sombres constituent ce que l’on nomme les nuages moléculaires. C’est dans ces nuages que se forment les étoiles et les planètes. On y a détecté pas loin de 200 molécules, allant des molécules diatomiques les plus simples (par ex. HF) à des molécules plus complexes contenant plus de 12 atomes, ainsi que des molécules organiques complexes. Ces dernières, telle la formamide, sont des molécules clés de la synthèse pré biotique. Comprendre la physico-chimie des nuages moléculaires est donc un champ de recherche à la croisée de plusieurs disciplines : astrophysique, astrochimie, cosmochimie, et exobiologie. Identifier et comprendre les processus qui régissent l’évolution physico-chimique des nuages moleculaires et des régions de formation d’étoiles qu’ils contiennent, constitue la pierre angulaire de l’équipe ASTROMOL.

Cet axe de recherche se décline en quelques grandes questions :

  • Jusqu’où s’étend la complexité moléculaire dans le MIS et plus particulièrement dans les régions de formation d’étoiles comme notre Soleil et dans les systèmes planétaires analogues à notre Système Solaire ?
  • Quand et comment se forment les molécules interstellaires ? Quels sont les mécanismes fondamentaux ? Plus précisément, quelles sont les espèces qui se forment en phase gazeuse et celles qui sont produites à la surface des grains de poussière ?
  • La matière synthétisée pendant les phases précoces de la formation stellaire se transmet-elle jusqu’aux objets ultimes que sont les planètes, les comètes, les astéroïdes ... ?

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Formation stellaire

Comment naissent les étoiles dans les nuages moléculaires à partir de l’effondrement de la matière interstellaire est une question fascinante et encore largement non résolue. Notre équipe s’intéresse aux processus physiques, chimiques et dynamiques qui se déroulent tout au long de cette évolution. Nos études portent plus particulièrement sur la phase pre stellaire froide, les enveloppes proto stellaires et les "hot corinos", les phénomènes d’éjection et les disques circumstellaires, grâce à des observations de l’infrarouge au millimétrique menées avec les télescopes les plus performants, sur Terre et dans l’espace.

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Collisions moléculaires

Notre recherche concerne l’étude théorique des collisions moléculaires d’intérêt astrophysique, principalement à basse température (< 300K). Nous calculons des sections efficaces réactives et non-réactives (inélastiques) en utilisant des méthodes de dynamique statistiques, quasi-classiques et quantiques. Nos intérêts actuels portent sur l’excitation rovibrationnelle des atomes et molécules (par des neutres et des électrons), l’élargissement par pression de transitions moléculaires (e.g. CO, H2O), les réactions rapides impliquant de petits radicaux et ions et les réactions de "scrambling" impliquant des protons et deutérons. Nous nous intéressons également aux mécanismes réactionnels en phase solide dans le contexte de la chimie des glaces interstellaires et cométaires.

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Univers froid

La plus grande partie de notre Univers est extrêmement froid : le Fond Diffus Cosmologique (FDC) est à 2.725 K, les galaxies lointaines apparaissent froides à cause de l’effet de décalage vers le rouge et la température des poussières et du gaz dans notre Voie Lactée est le plus souvent comprise entre 10 et 20 K. Notre équipe étudie les anisotropies primaire et secondaire du FDC, ainsi que le rayonnement du à la matière interstellaire qui se superpose au FDC. Pour ce faire, nous mesurons l’émission continuum et la polarisation dans le domaine (sub)millimétrique à l’aide du satellite Planck de l’ESA et dans le domaine millimétrique grâce à NIKA2, une caméra à détecteurs KID installée sur le télescope de 30m de l’IRAM.

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CNRS Université Grenoble Alpes