| Titre : |
Etude en laboratoire des interactions nanograins carbonés-eau d'intérêt astrophysique à l'ère du James Webb Space Telescope |
| Type de document : |
these |
| Auteurs : |
Arya Monikantan Nair, Auteur |
| Editeur : |
Université de Toulouse |
| Année de publication : |
2024 |
| Importance : |
160 P. |
| Présentation : |
Broche. Couv. en coul |
| Format : |
29 cm |
| Langues : |
Anglais (eng) |
| Catégories : |
THESIS
|
| Index. décimale : |
THESIS |
| Résumé : |
Les bandes infrarouges aromatiques (AIB) observées dans le milieu interstellaire sont attribuées à l'émission d'hydrocarbures aromatiques polycycliques (PAH). Dans les régions denses protégées des photons UV, la poussière interstellaire est recouverte de manteaux glacés dans lesquels l'eau joue un rôle clé. L'interaction des PAH avec l'eau pourrait être possible dans certains environnements astrophysiques comme les disques protoplanétaires. Ce projet de thèse dans le domaine de l'astrophysique de laboratoire vise à étudier l'évolution d'analogues de nanograins carbonés interstellaires en interaction avec l'eau. Nous avons étudié les propriétés d'agrégats mixtes PAH-eau (plus spécifiquement pyrène(Py)-eau) contrôlés en taille et en température et isolés dans des conditions physiques proches de celles rencontrées dans les environnements astrophysiques. Des agrégats mixtes chargés positivement sont produits dans une source d'agrégation en phase gazeuse cryogénique refroidie à la température de l'azote liquide avant la thermalisation des agrégats à 25 K. Les espèces d'intérêt sont sélectionnées en masse et subissent des collisions avec des gaz inertes et les produits sont analysés à l'aide d'un spectrométrie de masse à temps de vol à réflectron. Des expériences ont été réalisées sur les espèces (Py)m(H2O)nH+[m=1-3,n=1-10] par collision avec de l'argon à une énergie de collision au centre de masse (COM) de 7,5 eV. Le mécanisme de croissance et la stabilité des agrégats ont été étudiés en explorant la structure des agrégats formés. L'effet de la charge et du proton sur la structure des agrégats est également étudié. Les expériences ont été répétées avec différents gaz et à différentes énergies de collision. Afin de mieux comprendre le mécanisme d'échange H/D et la deutération des PAH, nous avons réalisé des expériences sur des agrégats mixtes deutérés. Plus précisément, des expériences ont été réalisées sur des espèces cationiques ([Py(D2O)n]+) et protonées (Py(D2O)nD+,Py(H2O)nD+ et Py(D2O)nH+) par collision avec de l'argon à une énergie de collision COM de 7,5 eV. . Des mécanismes de formation et de dissociation des agrégats ont été proposés sur la base de l'analyse du modèle de fragmentation. Les résultats indiquent que la mobilité de H+ est supérieure à celle de D+. Les rapports d'échange H/D obtenus expérimentalement sont comparés à une modélisation proposée qui pourrait décrire l'évolution des rapports H/D. Enfin, des expériences de dissociation au seuil par collisions ont été réalisées sur des agrégats mixtes (cationiques, protonés et déshydrogénés) en utilisant l'hélium comme gaz de collision. Le seuil de dissociation apparent pour la perte de la molécule d'eau obtenu lors de l'expérience a été mis à l'échelle et comparé aux valeurs théoriques. Des expériences ont également été réalisées avec un gaz de collision plus lourd, le néon. Les changements observés dans les seuils de dissociation lors de changements de gaz de collision sont abordés. Les énergies de dissociation obtenues ont été comparées aux expériences précédentes sur les glaces d'eau et la désorption thermique de l'eau provenant de différentes matrices. Les données moléculaires obtenues peuvent être utilisées pour modéliser l'interaction des PAH avec l'eau dans les régions de formation stellaire et planétaire et ainsi potentiellement contribuer à l'analyse des données du télescope spatial James Webb. |
| En ligne : |
http://thesesups.ups-tlse.fr/6401/ |
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