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Propositions de stages M1/M2

Origine et composition du gaz moléculaire aux premiers stades de formation stellaire

Les étoiles se forment au sein des nuages moléculaires, par effondrement gravitationnel de condensations de matière, les coeurs denses préstellaires. Ces objets sont particulièrement intéressants à étudier car ils constituent les conditions initiales de formation stellaire, influant sur la suite du processus. En particulier la composition du gaz qui les constitue est le point de départ de l'évolution chimique des étoiles en formation et des disques protoplanétaires.

Il a longtemps été supposé que les coeurs préstellaires avaient une composition moléculaire relativement pauvre, notamment par comparaison aux stades ultérieurs de formation stellaire, comme le stade protostellaire. On sait désormais que ce n'est pas le cas, mais les conditions physiques régnant au sein de ces objets (très basse température ~ 10 K, milieu dilué) rendent les détections particulièrement ardues, et de nombreuses zones d'ombres demeurent au sujet de la composition moléculaire dans les coeurs préstellaires, en outre parce qu'une grande partie des espèces se trouve sous forme de glace à la surface des grains interstellaires.

Une des grandes questions notamment est de comprendre les différences de composition observées dans des sources apparemment similaires. L'objectif de ce stage consiste à effectuer un inventaire des molécules du gaz dans un échantillon de sources préstellaires et de comparer les abondances déterminées avec des paramètres physiques des coeurs tels que leur température, leur degré d'ionisation ou leur état d'évolution. Une attention particulière sera apportée aux espèces organiques oxygénées identifiées dans les glaces interstellaires (entre autres CO, H2CO, CH3OH). Les données utilisées lors du stage, provenant du télescope de 30m de l'IRAM sont déjà disponibles.

Ce stage pourra être prolongé en thèse. Le stage, ainsi que la thèse, s'inscrivent dans le contexte du télescope spatial JWST dont le lancement est prévu pour 2021. Cet instrument permettra la cartographie à très haute sensibilité et résolution des glaces dans les coeurs préstellaires, et ainsi d'accéder pour la première fois à la composition de cet important réservoir de matière, qui reste à l'heure actuelle le chaînon manquant dans la compréhension de l'évolution chimique de ces sources.