Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
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François BIRAUD : Directeur de Recherche au Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) à l’Observatoire de Meudon
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- NGUYEN-QUANG-RIEU : Directeur de Recherche au Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) à l’Observatoire de Meudon
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Lire l’articleINTRODUCTION
L’astronomie a depuis l’origine des temps passionné les hommes qui aspiraient à la découverte de l’Univers. Des progrès réels n’ont été réalisés que depuis l’invention de la lunette astronomique, au début du XVII e siècle. La radioastronomie, qui est une branche très jeune de l’astronomie, consiste à capter les ondes radioélectriques émises par les astres. L’émission radioélectrique d’origine extraterrestre, en provenance du centre de notre Galaxie, fut découverte de façon accidentelle dans les années trente par un ingénieur, Jansky, travaillant à la compagnie Bell Telephone. Cette émission radio sur onde décamétrique constituait une source de perturbation des liaisons radio étudiées par Jansky. Il fallut néanmoins attendre la fin de la Seconde Guerre mondiale pour que la radioastronomie prît un essor décisif avec l’avènement des antennes radar de plus en plus sophistiquées.
Après la détection du rayonnement radioélectrique du Soleil et des planètes ainsi que celle des étoiles, des nébuleuses gazeuses, des galaxies et des quasars, la radioastronomie a permis la découverte d’astres aussi inattendus que les pulsars engendrés par des étoiles à neutrons, objets dont l’existence avait été prédite par des calculs théoriques. Les radiosources peuvent émettre un spectre continu, résultant de l’accélération des électrons dans le champ électrostatique des ions ou dans un champ magnétique gelé dans le nuage de gaz. Elles peuvent également émettre un spectre de raies tel que celui de la raie 21 cm de l’atome d’hydrogène qui est le constituant le plus abondant du gaz interstellaire. Dans les années soixante-dix, l’exploration dans le domaine des ondes millimétriques a révélé dans la Voie lactée et dans des galaxies proches la présence de raies dues à de nombreuses molécules minérales et surtout organiques, analogues à celles constituant les briques élémentaires dans l’échafaudage des acides aminés.
Le tableau 1 donne la liste des catégories de radiosources ainsi que la nature du rayonnement émis. Nous décrirons tout d’abord la technologie la plus avancée utilisée en radioastronomie et passerons en revue les résultats acquis dans le domaine de l’astrophysique grâce à cette technique.
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Conclusions et perspectives6. Molécules interstellaires
6.1 Découverte des molécules
Le milieu interstellaire semble peu propice à la synthèse des molécules. Les conditions physiques qui y règnent sont très différentes de celles réalisées dans les laboratoires terrestres. La densité et la température moyennes du milieu interstellaire sont respectivement de l’ordre de quelques dizaines de particules par centimètre cube et de quelques dizaines de kelvins. Elles sont extrêmement faibles par rapport aux valeurs couramment mesurées pour la pression et la température terrestres (quelques 1019 particules/cm3 et » 300 K). Même le vide le plus poussé réalisé en laboratoire correspond à quelques millions de molécules par centimètre cube. Cependant le milieu interstellaire est loin d’être homogène. Des densités de 106 et 107 particules/cm3 existent dans les grands complexes de nuages denses en contraction gravitationnelle, sièges d’étoiles en formation (protoétoiles). On peut s’attendre à ce que le contenu gazeux de ces nuages moléculaires géants soit en majeure partie sous forme d’hydrogène moléculaire et n’émette donc pas la raie 21 cm de l’hydrogène atomique. De plus, les rayons ultraviolets provenant des étoiles peuvent induire des réactions chimiques produisant des espèces moléculaires complexes.
La découverte des molécules interstellaires constitue une étape importante dans l’étude de la composante gazeuse dense du milieu interstellaire, laquelle avait auparavant échappé à l’observation. La première molécule interstellaire, le radical CH, était détectée en onde visible à 430 nm (4 300 Å) dès 1937 (tableau 1). Les molécules peuvent être détectées en ondes radio, car les transitions radio sont de basses énergies, donc facilement excitables par les photons stellaires ou par collisions avec l’hydrogène moléculaire. Il a fallu néanmoins attendre jusqu’à l’année 1963 pour détecter une molécule dans le domaine radio, le radical OH à 18 cm de longueur d’onde. La découverte de l’ammoniac (NH3) et de la vapeur d’eau (H2O) suivit quelques années plus tard. Depuis 1970, avec l’avènement des grands instruments fonctionnant en ondes millimétriques, quatre‐vingt‐dix molécules,...
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