Tracing our chemical origins: deuteration and complex organic molecules in Sun-like protostars - CNRS - Centre national de la recherche scientifique Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2018

Tracing our chemical origins: deuteration and complex organic molecules in Sun-like protostars

Nos origines chimiques: deutération et molécules organiques complexes dans les proto-étoiles de type solaire

Résumé

The PhD project aims to test the laboratory results and the theoretical models predictions on chemical differentiation in Sun-like star forming regions. In particular, the project is focused on Interstellar Complex Organic Molecules (iCOMs) and deuterated species, which are considered our chemical heritage, namely the building blocks of the organic material observed in Solar System bodies. The jet/disk protostellar regions are thus perfect places to understand when and how the seeds of life form. Moreover iCOMs and deuterated species can be used as key tools to observe the fundamental processes (accretion, ejection) sculpting the cradle where a star (and its planetary system) is going to form. Our group is involved in a strong international observational effort to detect and analyse complex and rare molecular species in the interstellar space through emission due to their roto-vibrational transitions, using Large Programs based on both single dish (IRAM-30m) and high resolution interferometric data (IRAM-NOEMA, ALMA). This work highlights that, for Class 0 protostars, deuterated molecules and iCOMs provide a brand new complementary set of tools with respect to standard molecular tracers such as CO and SiO. They sample the inner parts of the jet/disk system revealing on scales less than 30 au the chemically enriched region associated with accretion shocks and disk winds. These species are fundamental in understanding the energetic and angular momentum budget of the forming of a new Sun-like star. Regarding the more evolved Class I objects, the low deuterium fractionation as well as the change in the abundance ratios between different iCOMs indicate a modified chemical content in the evolutionary transition from the Class 0 phase to the Class I phase. On the other hand, [iCOMs]/[H2] abundance ratios look the same moving from Class 0 to Class I, paving the way for further investigations.
Le projet de doctorat vise à tester les résultats de laboratoire et les prédictions des modèles théoriques sur la différenciation chimique dans les régions de formation d'étoiles de type solaire. En particulier, le projet se concentre sur les molécules organiques complexes interstellaires (iCOM) et les espèces deutérées, qui sont considérées comme notre patrimoine chimique, à savoir les éléments constitutifs de la matière organique observée dans les corps du système solaire. Les régions de jets/disques protostellaires sont donc des endroits parfaits pour comprendre quand et comment les composantes de base de la vie se forment. De plus, les iCOM et les espèces deutérées peuvent être utilisés comme outils clés pour observer les processus fondamentaux (accrétion, éjection) sculptant le berceau où une étoile (et son système planétaire) va se former. Notre groupe est impliqué dans un effort d'observation international fort pour détecter et analyser des espèces moléculaires complexes et rares dans l'espace interstellaire par émission en raison de leurs transitions roto-vibrationnelles, en utilisant de grands programmes basés à la fois sur une seule téléscope (IRAM-30m) et sur les données interférométriques à haute résolution (IRAM-NOEMA, ALMA). Ce travail met en évidence que, pour les protoétoiles de classe 0, les molécules deutérées et les iCOM fournissent un tout nouvel ensemble d'outils complémentaires par rapport aux traceurs moléculaires standards tels que CO et SiO. Ils échantillonnent les parties internes du système jet / disque révélant à des échelles inférieures à 30 au la région chimiquement enrichie associée aux chocs d'accrétion et aux vents de disque. Ces espèces sont fondamentales pour comprendre le budget de moment énergétique et angulaire de la formation d'une nouvelle étoile du type solaire. En ce qui concerne les objets de classe I plus évolués, le faible fractionnement du deutérium ainsi que le changement des rapports d'abondance entre les différents iCOM indiquent un contenu chimique modifié dans la transition évolutive de la phase de classe 0 à la phase de classe I. D'un autre côté, les rapports d'abondance [iCOMs] / [H2] semblent les mêmes en passant de la classe 0 à la classe I, ouvrant la voie à de nouvelles recherches.

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  • HAL Id : tel-03096190 , version 1

Citer

Eleonora Bianchi. Tracing our chemical origins: deuteration and complex organic molecules in Sun-like protostars. Sciences of the Universe [physics]. Università degli studi di Firenze, 2018. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-03096190⟩
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