Lumière sur la poussière interstellaire
Date 20/10/2010 15:18:00 | Sujet : A la une
| Photoluminescence visible de poussières interstellaires reproduites en laboratoire : comparaison aux observations de l’«Émission Rouge Étendue»
 | | A l’Institut d’Astrophysique Spatiale, des expériences sont menées pour reproduire, en laboratoire, la poussière présente entre les étoiles. On parle alors d’analogues de laboratoire. Les carbones amorphes hydrogénés (a-C:H) sont des analogues d’une partie importante de la poussière interstellaire. Leurs spectres d’absorption dans l’infrarouge reproduisent ceux observés par les satellites et télescopes dans le milieu interstellaire diffus de la Voie Lactée et de nombreuses autres galaxies. Ces échantillons de laboratoire ont également la propriété d’émettre de la lumière visible lorsqu’ils sont soumis à un rayonnement semblable à celui des étoiles. Cette « photoluminescence » d’analogues interstellaires a été étudiée et caractérisée de manière détaillée. Les résultats ont été comparés aux observations du milieu interstellaire, notamment à une émission observée dans de nombreux environnements astrophysiques, appelée l’émission rouge étendue (ERE). La photoluminescence des a-C:H pourrait en être responsable. |
Les carbones amorphes hydrogénés (a-C:H) ont été identifiés comme le matériau responsable de signatures spectrales largement observées dans le milieu interstellaire diffus de la Voie Lactée et d’autres galaxies. Ces signatures se présentent sous la forme de bandes d’absorption observées autour des longueurs d’onde infrarouges à 3.4, 6.85 et 7.25 microns. Des analogues de laboratoire de cette partie importante de la poussière interstellaire sont produits à l’IAS sous forme de films de quelques microns d’épaisseur déposés sur un substrat (cf. montage sur la figure 1).
 Fig. 1 : Montage expérimental permettant la production des échantillons de carbones amorphes hydrogénés et utilisant un plasma d’hydrocarbure (produisant la lumière rose)
  Fig. 2 : Différents échantillons de carbones amorphes hydrogénés sous une lumière blanche (à gauche) et sous un rayonnement UV proche produisant la photoluminescence (à droite). Une fenêtre propre de quartz (celle la plus à gauche) a été ajoutée aux fenêtres recouvertes d’un film d’a-C:H pour comparaison.
Comme le montre la figure 2, lorsque ces échantillons d’analogues sont soumis à un rayonnement ultraviolet et/ou visible, ils réémettent à plus grande longueur d’onde une partie de l’énergie absorbée. Cette émission se présente sous la forme d’une lumière de couleur jaune à rouge suivant le matériau et ses conditions de production. Cette photoluminescence d’analogues interstellaires mesurée en laboratoire a été caractérisée précisément afin de pouvoir évaluer sa contribution à l’émission de la poussière interstellaire et d’être comparée aux observations astrophysiques. Le rendement absolu de photoluminescence (le rapport entre le nombre de photons émis et absorbés), ainsi que l’influence de la longueur d’onde d’excitation ont notamment été déterminés.
 Fig. 3 : Nébuleuse du rectangle rouge vue par le télescope Hubble. Cet objet est l’une des sources les plus fortes d’émission rouge étendue. Crédits : ESA, NASA, Hubble Space Telescope
Reference :
« Photoluminescence of hydrogenated amorphous carbons. Wavelength-dependent yield and implications for the extended red emission » M. Godard & E. Dartois, 2010, A&A, 519, A39
Contact :
Marie Godard, marie.godard at ias.u-psud.fr, (33) 1 69 85 86 83
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