Collisional excitation of radicals of astrophysical interest
Excitation collisionnelle de radicaux d'intérêt astrophysique
Résumé
Modeling molecular spectra from interstellar environments requires understanding radiative and collisional energy transfer processes. Accurate state-to-state collisional rate coefficients for interstellar molecules in
collision with H2, H, and He are then necessary.
These collisional data can be obtained via quantum time-independent scattering calculations using the close-coupling approach, being the most accurate approach for low temperatures. However, molecules like radicals have complex energy structures due to electronic and nuclear spins, making the precise description of fine and hyperfine transitions challenging and computationally intensive. Then, important collisional systems suffer from lack of data for interpreting astrophysical observations.
This thesis quantifies the collisional excitation of astrophysically relevant radicals by developing methodological and numerical tools to address these challenges. New fine and hyperfine resolved rate coefficients have been computed for the following systems: NH–H2, ND–H2, C2H–H2, C2D–H2, 13CCH–H2, and C13CH–H2.
La modélisation des spectres moléculaires interstellaires nécessite la compréhension
des processus radiatifs et collisionnels de transferts d’énergie entre espèces chimiques. Des taux de collisions d’état à état précis pour les molécules interstellaires, en collision avec H2, H et He, sont alors essentiels.
Ces données peuvent être obtenues via la résolution des équations close-coupling indépendantes du temps, étant la méthode la plus précise pour les calculs à basse températures. Cependant, certaines molecules comme les radicaux présentent des structures énergétiques complexes en raison de leurs spins électroniques et nucléaires, rendant la description précise des transitions fines et hyperfines théoriquement coûteuse en ressources numériques. D’importants systèmes collisionnels souffrent donc d’un manque de données pour les interprétations astrophysiques.
Ce travail de thèse vise à quantifier l’excitation collisionnelle de radicaux d’intérêt astrophysique en développant des outils méthodologiques et numériques pour surmonter ces défis. De nouveaux taux de collision fins et hyperfins ont été calculés pour les systèmes suivants : NH–H2, ND–H2, C2H–H2, C2D–H2,
13CCH–H2, et C13CH–H2.
Domaines
Physique [physics]| Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
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