Molécules diatomiques 'magnétiques' dans les atmosphères d'étoiles froides

Magnetically sensitive diatomic radicals in the atmospheres of cool stars

Nous utilisons la spectroscopie haute sensibilité – haute résolution (visible, IR proche) dans un contexte d'astrophysique de laboratoire, ayant comme objectif des mesures de référence orientées vers la détermination de réponse magnétique et de coefficients d'absorption de molécules observées dans les atmosphères des étoiles froides (types spectraux M, L), en particulier, les hydrures de métaux de transition, MH. Les développements instrumentaux profitent d'une conjonction favorable pour renforcer les contacts avec les astronomes associés aux télescopes équipés de spectropolarimètres nouvelle génération (SPIRou au Canada France Hawaii Telescope, par exemple https://www.cfht.hawaii.edu/Instruments/SPIRou ).

High resolution-high sensitivity spectroscopy trends towards laboratory astrophysics in efforts to provide reference data concerning the magnetic response and absorption cross-sections of diatomic radicals seen in the atmosphere of cool (M- and L- type) stars. First-row transition metal monohydrides are of particular interest. The new-generation spectropolarimeter SPIRou attached to the Canada France Hawaii Telescope https://www.cfht.hawaii.edu/Instruments/SPIRou has time allocated to the study of dwarf stars, and to the search for exo-planets.

Les signatures spectrales permettent non seulement d'identifier une partie des espèces produites par la décharge, mais peuvent aussi indiquer l'intensité et la direction du champ magnétique auxquels des radicaux à couche ouverte sont soumis, via leur réponse Zeeman (ou Paschen-Back). Les radicaux moléculaires FeH et CrH sont des marqueurs des spectres d'étoiles froides. Nous les étudions au laboratoire pour établir les coefficients d'absorption et les facteurs de Landé effectifs des raies stellaires.

Ce projet implique des mesures de durée de vie de fluorescence, pour extraire des coefficients d'Einstein d'absorption, et de la spectroscopie Zeeman réalisée à des champs magnétiques de l'ordre de 4000 Gauss. Les levées de dégénérescence dans les niveaux spin-rotationnels donnent lieu à des élargissements importants dans la structure rotationnelle.

Electronic systems of the open-shell radicals FeH (F4Δ X -4Δ) around 1000 nm and CrH (A6Σ+ - X -6Σ+) near 870 nm are markers in the spectra of cool stars. They are also a spectroscopic challenge! Laboratory work aims to study the Zeeman and Paschen-Back effects in magnetic fields up to 4000 Gauss to model telescope polarimetric data. Molecules are produced in a dc discharge, and probed with a linear or circularly polarised laser beam. Optical filtering and lock-in detection reduce background noise.

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