Le carbone ionisé C+ joue un rôle essentiel dans le bilan énergétique du gaz interstellaire. Les astronomes utilisent une transition particulière pour le détecter. Située dans l’infrarouge lointain, à la longueur d’onde de 158 µm, cette transition est bloquée par l’atmosphère terrestre et nécessite donc des moyens spatiaux pour être détectée. Les observations de cette transition effectuées avec l’instrument à haute résolution spectrale HIFI, embarqué sur le satellite Herschel, ont permis de caractériser la pression du milieu interstellaire.
Les mesures ainsi obtenues confirment que le milieu interstellaire est très poreux puisque le gaz froid, sondé par les mesures du satellite Herschel n’occupe qu’une faible fraction de la longueur de chaque ligne de visée observée, 2,5% en moyenne. Le reste du volume est occupé par des phases très chaudes, où le gaz peut être neutre ou ionisé, et la densité très faible. La comparaison des observations obtenues avec Herschel avec des mesures de la quantité d’hydrogène dérivées d’autres instruments a permis de mesurer l’abondance relative du carbone dans le gaz. C’est une quantité très importante en raison du rôle de l’ion C+ dans le bilan thermique, et parce que le carbone est également un constituant majeur des grains de poussière interstellaires.
Dans la région sondée par les mesures, la détermination de l’abondance du carbone est en excellent accord avec les valeurs déduites de mesures dans l’ultra-violet lointain, et reste pratiquement constante.
La haute résolution spectrale permet de mettre en évidence clairement le phénomène d’absorption de l’émission d’une source d’arrière plan comme ici W31C par la matière interstellaire diffuse située le long de la ligne de visée. Ce phénomène va se reproduire dans tous les cas où la géométrie d’observation est semblable : une source brillante en arrière plan et un milieu dilué en avant plan. Il est possible que le déficit d’émission dans la raie C+ observé dans certaines galaxies très brillantes dans l’infra-rouge lointain soit en partie causé par ce phénomène.
Réference
- Gerin, M., Ruaud, M., Goicoechea, J. R., Gusdorf, A., Godard, B., de Luca, M., Falgarone, E., Goldsmith, P. F., Lis, D. C., Menten, K. M., Neufeld, D., Phillips, T. G., Liszt, H. : 2014, [CII] absorption and emission in the diffuse interstellar medium across the Galactic Plane Astronomy & Astrophysics, in press.