Date : 2010
Editeur / Publisher : [s.l.] : [s.n.] , 2010
Type : Livre / Book
Type : Thèse / ThesisLangue / Language : français / French
Langue / Language : anglais / English
Résumé / Abstract : Les observations du CNM (Cold Neutral Medium) réalisées en absorption révèlent un gaz, qui, bien que faiblement protégé du champ destructeur de radiation UV, est chimiquement riche : les abondances de nombreuses espèces telles que CH+ et H2 excité sont des ordres de grandeurs supérieures aux prédictions des modèles traditionnels de type PDR (PhotoDissociation Regions). Ces molécules pouvant être produites via l'activation de réactions hautement endoénergétiques (quelques 1000 K), il est probable que ces caractéristiques chimiques proviennent de la dissipation d'énergie supra-thermique, telle que celle contenue dans la turbulence interstellaire. Durant ma thèse j'ai exploré ce processus clef de l'évolution du gaz diffus. D'une part en poursuivant les observations dans le but de découvrir d'autres traceurs d'une chimie non gouvernée par le champ de rayonnement UV. Et d'autre part, en développant un modèle numérique que j'ai baptisé TDR (Turbulent Dissipation Regions). Dans ce modèle, l'énergie turbulente est dissipée de manière intermittente dans des structures cohérentes magnétisées de forte vorticité. Après calcul de l'évolution chimique du gaz dans un vortex, une ligne de visée aléatoire est modélisée, en tenant compte des durées relatives de la bouffée de dissipation d'énergie à l'intérieur des vortex, et des relaxations chimiques et thermique après destabilisation de ces structures. Pour une gamme étendue des principaux paramètres (la densité et le taux d'étirement), l'enrichissement chimique induit est suffisant pour reproduire simultanément les densités de colonne de plusieurs molécules, ainsi que leurs corrélations observées dans le milieu interstellaire diffus.
Résumé / Abstract : The observations of the cold neutral medium (CNM) reveal an unexpected richness of polyatomic molecule in a gazeous component which is only weakly shielded from the ambient interstellar radiation field (ISRF). The derived abundances of CH+ and excited H2 exceed by orders of magnitude those predicted by a PDR-type (PhotoDissociation Regions) steady state chemistry. Because the formation pathways of several molecules are protected by large endoenergetic barriers (several 1000 K), the supersonic turbulence pervading the medium has been proposed as a possible energy reservoir. During my PhD thesis, I further explored this key process of the evolution of the diffuse gas. On the one hand I analyzed observations in order to find new tracers of a chemistry which is not entirely driven by the UV radiation field. On the other hand I developed the TDR model (Turbulent Dissipation Regions) in which intermittent dissipation of turbulent energy occur in coherent magnetized structures of high vorticity. First the chemical evolution of the gas trapped in a vortex is computed. Then a random line of sight is modelled, by taking into account the duration of a dissipative stage and the long lasting chemical and thermal relaxation of the gas that follows any dissipative burst. For a wide range of parameters (the gas density and the turbulent rate of strain), the induced chemical enrichment is sufficient to reproduce simultaneously the column density of several species, and their ratio observed in the diffuse interstellar medium.