Résumé de la thèse de Nicolas Biver
Les comètes comptent parmi les objets les plus primitifs du système solaire et l'étude de leur composition chimique devrait permettre de mieux comprendre leurs conditions de formation. La plupart des molécules mères, issues directement de la sublimation des glaces des noyaux cométaires, sont observées en ondes millimétriques à submillimétriques.
Treize comètes ont été observées avec les radiotélescopes de l'IRAM et du JCMT, dont neuf au cours de ce travail de thèse, parmi lesquelles les comètes C/1996 B2 (Hyakutake) et C/1995 O1 (Hale-Bopp) qui ont été exceptionnelles et suivies sur un grand domaine de distances héliocentriques. Les modèles pour l'interprétation des observations tiennent maintenant compte de l'excitation des molécules par les collisions électroniques et le rayonnement à 3 K. La forme des raies observées à très haute résolution spatiale a également fourni des informations sur la cinématique du gaz: vitesse d'expansion et géométrie du dégazage.
Un des premiers résultats concerne l'activité des comètes à grande distance du soleil: elle serait gouvernée par le dégazage de CO, détecté dans deux comètes à plus de 6 UA du soleil. L'évolution du dégazage de six molécules a été suivie dans la comète Hale-Bopp entre 6 et 3 UA du soleil. L'observation de onze comètes proches du soleil a montré des dispersions dans l'abondance relative des molécules HCN, H2S, H2CO et CH3OH. L'abondance du méthanol peut varier d'un facteur 5 d'une comète à l'autre mais aucun lien avec l'origine des comètes n'a pu être établi. Le formaldéhyde proviendrait essentiellement d'une source étendue dans l'atmosphère de la comète, de longueur d'échelle estimée à 7000 km à 1 UA du Soleil. Trois nouvelles espèces moléculaires ont également été détectées pour la première fois en ondes radio dans des comètes: CS, CH3CN et HNC.
Full summary of N.Biver's PhD thesis (p.11)
Short summary of N.Biver's PhD thesis
Comets are supposed to be some of the most pristine objects in the solar system, and their ices contain clues of its formation. Millimeter wave technology enables the direct observation of parent molecules, which come directly from the sublimation of comets' nucleus ices.
Thirteen comets have been observed with IRAM and JCMT radiotelescopes. Nine were observed during this work, among which comets C/1996 B2 (Hyakutake) and C/1995 O1 (Hale-Bopp) were exceptional and monitored on a wide range of heliocentric distances. Programs to analyze such observations have been upgraded to take into account collisions with electrons and radiative excitation by the 3 K background. The study of the shape of the lines observed at a very high spectral resolution has yielded information on the gas kinematics: expansion velocity and outgassing pattern.
A significant step towards the understanding of the activity of distant comets has been done: a substantial outgassing of CO has been detected in two comets more than 6 AU from the sun. The onset of sublimation of six other species has been observed in comet Hale-Bopp, as it approached the sun, from 6 to 3 AU. The comparison of the relative abundances of HCN, CH3OH, H2S and H2CO in eleven comets, close to the Sun, shows noticeable scattering. The abundance of methanol can vary in a factor of 5 from comet to comet, but it shows no link with their origins. Most of the formaldehyde seems to come from an extended source in the atmospheres of the comets, with a parent scale length of 7000 km at 1 AU from the Sun. Three new species have also been observed for the first time at radio wavelengths: CS, CH3CN and HNC.
Nicolas BIVER 07/08/2002