[Formation stellaire et complexité chimique dans la nébuleuse d'Orion : une image renouvelée par les interféromètres IRAM et ALMA]
La nébuleuse d'Orion est l'une des régions célestes les plus observées de la Voie lactée. Elle est le siège d'une intense formation stellaire particulièrement bien étudiée dans les domaines millimétriques et submillimétriques, qui révèlent l'intérieur des régions froides et sombres, inobservables en optique, où se forment les étoiles. Après une brève introduction aux propriétés principales d'un radiotélescope, nous rappelons que les interféromètres les plus sensibles, celui de l'Iram en onde millimétrique, et spécialement le tout nouveau réseau ALMA en onde millimétrique/submillimétrique, offrent une résolution spatiale exceptionnelle, pouvant atteindre la fraction seconde de degré, voire la dizaine de milliseconde de degré pour ALMA (soit environ quatre fois le rayon de l'orbite terrestre à la distance d'Orion). Ces interféromètres peuvent révéler les détails spatiaux fins des nuages de gaz et de poussière de la nébuleuse d'Orion où se forment de nouvelles étoiles et leurs systèmes planétaires associés. La haute résolution spectrale et sensibilité de ces deux interféromètres, ainsi que la grande bande instantanée offerte par ALMA nous ont permis de cartographier l'émission de plusieurs molécules complexes organiques, d'estimer les abondances moléculaires, et de nous confronter à quelques questions importantes en lien avec la complexité moléculaire dans Orion. Nos observations ne conduisent pas à un schéma unique de formation et d'excitation moléculaire, mais la chimie à l'œuvre dans les « fragments » proto-stellaires au centre de la nébuleuse d'Orion peut être comparée à la chimie qui domine dans les comètes du Système solaire. Nous avons souligné les liens possibles entre les molécules prébiotiques observées dans l'espace et la chimie qui a conduit à la vie primitive sur Terre.
The Orion nebula is one of the most observed celestial regions in the Milky Way. It is an active massive star-forming region, especially well studied in the millimeter and submillimeter domains that allow us to unveil the cool and obscured regions in which stars are being formed. After a brief introduction to the main properties of a radio telescope, we recall that the most sensitive radio interferometers, the IRAM mm array and, especially, the recently built ALMA millimeter/submillimeter array, offer an outstanding spatial resolution reaching the sub-arcsecond scale, or even about 10 milli-arcseconds for ALMA (about four times the Earth's orbit radius at the Orion distance). These interferometers can reveal the fine spatial details of the Orion clouds of gas and dust within which new stars and associated planetary systems are being formed. The high spectral resolution and sensitivity of both interferometers and the broad instantaneous bandwidth offered by ALMA allowed us to map the emission from a number of complex organic molecules, to estimate the molecular abundances, and to address some important aspects of the molecular complexity in Orion. Our observations do not lead to a unique molecular formation and excitation scheme, but the chemistry at work in the proto-stellar ‘fragments’ at the center of the Orion nebula can be compared with the chemistry prevailing in comets of the Solar system. We have underlined the possible links between the prebiotic molecules observed in space and the chemistry leading to the early terrestrial life.
Mot clés : Nébuleuse d'Orion, Formation stellaire, Molécules complexes, Abondances moléculaires, Radiointerférométrie
Alain Baudry 1, 2 ; Nathalie Brouillet 1, 2 ; Didier Despois 1, 2
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Alain Baudry; Nathalie Brouillet; Didier Despois. Star formation and chemical complexity in the Orion nebula: A new view with the IRAM and ALMA interferometers. Comptes Rendus. Physique, Volume 17 (2016) no. 9, pp. 976-984. doi : 10.1016/j.crhy.2016.07.019. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/physique/articles/10.1016/j.crhy.2016.07.019/
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