Physico-chimie des disques proto-planétaires : étude des petits grains de
poussière combinant observations et modélisation
Emilie HABART
IAS
Résumé :
La physico-chimie de la matière interstellaire constitue un sujet majeur de
grands observatoires présents (VLT, Spitzer) et à venir (Herschel, ALMA,
JWST). Le gain en sensibilité et résolution angulaire de ces grands
instruments va accentuer la nature transverse de cette thématique.
L'évolution physico-chimique de la matière lors des phases proto-stellaires et
dans les disques proto-planétaires est un sujet phare qui va grandement se
développer avec l'objectif de faire le lien avec la matière primitive dans le
système solaire.
Dans ce contexte, nous avons pris l'initiative d'étudier les petits grains
aromatiques (désignés PAHs pour Polycyclic Aromatic Hydrocarbons) dans les
disques proto-planétaires. Ces particules, omniprésentes dans le milieu
interstellaire, jouent en effet un rôle décisif sur l'état thermo-chimique
du gaz et constituent des traceurs de la structure de la matière et des
processus qui affectent la taille des grains. Je présenterai le modèle
d'émission des petits grains dans les disques que nous avons développé et
les observations VLT (NAOS-CONICA, VISIR) que nous avons obtenues sur
plusieurs disques autour d'étoiles de masse intermédiaire (Herbig Ae/Be ou
HAeBe). Ces données permettent, pour la première fois, de résoudre
spatialement l'émission du disque dans plusieurs bandes d'émission
des petits grains (bandes aromatiques à 3.3, 8.6 et 11.3 microns,
bandes des nano-diamants à 3.4-3.5 microns) ainsi que l'émission continuum
des gros grains, sur des échelles spatiales d'une dizaine à une centaine
d'unités astronomiques. Nous pouvons localiser les différentes
composantes de la poussière dans le disque
et ainsi contraindre les propriétés de la poussière et du disque. Les
résultats montrent que (i) les PAHs sont présents à la surface des disques
dans les zones proches de l'étoile aux zones plus externes et des informations
importantes sur les processus qui régulent l'évolution de la poussière sont
obtenues; (ii) les PAHs constituent une source importante d'opacité dans les
disques et jouent très probablement, comme dans le MIS, un rôle dominant dans
le bilan thermique et chimique du gaz; (iii) l'émission des PAHs est un
nouveaux traceur de la géométrie des disques.
