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Thèse Année : 2003

La comète Hale-Bopp à l'interféromètre du Plateau de Bure : étude de la distribution du monoxyde de carbone

Résumé

Comet C/1995 O1 (Hale-Bopp) is probably one of the brightest comets that has ever been seen. Its exceptional activity permitted us to perform, for the first time, high sensitive interferometric observations in the millimetre wavelength range. Near its perihelion, the J(2-1) and J(1-0) carbon monoxide rotational lines were observed with the Institut de Radio Astronomie Millimétrique (IRAM) Plateau de Bure interferometer, respectively at 230 GHz and 115 GHz. The time evolution of the velocity shifts computed for the spectra obtained in the single-dish mode show evidence for a rotating CO jet in the coma. Also, interferometric maps present spatial and spectral anisotropic features. In order to interprete these data, we developed a 3-D model of the cometary atmosphere, and performed simulations of the observations. The model is composed of an isotropic distribution in addition to a conical jet that rotates with the nucleus, creating then a spiralling trail. The time evolutions of the velocity shifts and the visibilities were used to compare the simulations and the observations. The visibilities represent the Fourier Transform of the brightness distribution on the sky plane, and are the physical quantities measured by an interferometer. This work confirms the presence of a spiralling CO jet in the coma. In addition, we were able to determine the jet parameters, such as thelocation, the angular size and the strength, that best fit the observations. Origin of the CO observed in the coma is also discussed. Our observations suggest that this molecule could come for half from the nucleus and for half from an extended source.
La comète C/1995 O1 (Hale-Bopp) a sans doute été l'une des comètes les plus brillantes jamais observées jusqu'à présent. Son extraordinaire activité a permis pour la première fois d'entreprendre des observations en interférométrie millimétrique avec une grande sensibilité. Lors de son passage au périhélie, les transitions J(2-1) et J(1-0) du monoxyde de carbone, ont été observées avec l'interféromètre du Plateau de Bure de l'Institut de Radio Astronomie Millimétrique (IRAM), à 230 GHz et 115 GHz respectivement. L'analyse temporelle des observations faites en parallèle en mode antenne unique a d'abord permis de mettre en évidence la présence d'un jet de CO en rotation dans l'atmosphère de la comète. L'étude des cartes interférométriques a ensuite montré que la coma était spatialement et spectralement anisotrope. Afin d'analyser au mieux ces données, nous avons développé un modèle d'atmosphère cométaire en 3 dimensions, et simulé les observations. Le modèle consiste en une coma isotrope à laquelle on ajoute un jet de forme conique qui spirale dans la coma à cause de la rotation du noyau. La comparaison des simulations aux observations s'est faite sur l'évolution temporelle des décalages spectraux, et sur celle des visibilités, qui sont les quantités physiques qu'un interféromètre mesure et qui représentent la Transformée de Fourier de la distribution de brillance du gaz sur le plan du ciel. Cette étude a confirmé la présence d'un jet spiralant dans la coma. De plus, nous avons pu déterminer les paramètres du jet tels que la position, l'ouverture et l'intensité, qui interprètent au mieux les observations. La question de l'origine de CO dans la coma est également abordée en dernière partie. Nos observations suggèrent que cette molécule proviendrait pour moitié du noyau, et pour moitié d'une source étendue.
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Dates et versions

tel-00639159 , version 1 (08-11-2011)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00639159 , version 1

Citer

Florence Henry. La comète Hale-Bopp à l'interféromètre du Plateau de Bure : étude de la distribution du monoxyde de carbone. Planétologie et astrophysique de la terre [astro-ph.EP]. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2003. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00639159⟩
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