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Propositions de stages M1/M2

Irradiation d'analogues de glaces interstellaires

Les coeurs préstellaires sont des globules de gaz denses et froids, précurseurs des protoétoiles. Dans ces environnements extrêmes, les molécules du gaz ont tendance à coller sur les grains de poussières pour former un manteau de glace. Compte tenu des basses températures (10 K), l'énergie thermique est insuffisante pour permettre le retour des molécules des glaces en phase gazeuse. En l'absence d'autres mécanismes de sublimation (non thermiques), permettant aux glaces de retourner dans le gaz, on s'attendrait à ce que toutes les molécules aient disparu de la phase gazeuse sur la durée de vie des coeurs préstellaires, ce qui est en contradiction avec les observations.

D'autres mécanismes de désorption (retour en phase gazeuse) ont alors été invoqués: la photodésorption par les UVs, la désorption liée à l'énergie libérée par les réactions chimiques, et la désorption induites par les impacts de rayons cosmiques. L'efficacité des deux premiers processus pour le méthanol a été récemment en doute par des expériences de laboratoire.

Le présent stage consiste à déterminer si le troisième processus, la désorption induite par les rayons cosmiques, pourrait expliquer les abondances observées. Pour cela, notre groupe prévoit de mesurer l'efficacité de ce processus grâce à des expériences d'irradiation d'analogues de glaces interstellaires par des ions accélérés, simulant les rayons cosmiques. L'idée principale est de coupler l'irradiation à un spectromètre de masse pour déterminer la nature et les quantités des produits qui retournent en phase gazeuse.

Le travail proposé pour ce stage consiste à réaliser des expériences d'irradiation au GANIL (Grand accélérateur national d'ions lourds) sur des mélanges de glaces de monoxyde de carbone pour déterminer les rendements et les produits de désorption. Les résultats expérimentaux seront analysés pour être incorporés dans des modèles. Le temps de faisceau a été accordé et les expériences sont prévues pour le printemps 2019. Des analyses d'observations astrophysiques du monoxyde de carbone dans le gaz pourront également être envisagées. Le stage se poursuivra en thèse qui couplera expériences d'irradiation de glaces et utilisation des résultats pour modéliser les observations. Le stage et la thèse s'inscrivent dans la perspective du lancement du télescope spatial JWST (2021) qui permettra l'étude des glaces interstellaires avec une sensibilité et une résolution angulaire sans précédent.