Etude multi-messagers et phénoménologie des sources de rayons cosmiques d'ultra-haute énergie : l'éclairage de l'Observatoire Pierre Auger

par Guillaume Decerprit

Thèse de doctorat en Astronomie et astrophysique

Sous la direction de Etienne Parizot.

Soutenue en 2010

à Paris 7 .

  • Titre traduit

    Study on a multi-messenger basis and phenomenology of the sources of ultra-high energy cosmic rays : the pierre auger observatory contribution


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  • Résumé

    La thématique des rayons cosmiques d'ultra-haute énergie (RCUHEs) est d'importance. Nous présentons l'état du sujet, ainsi que les apports de l'Observatoire Pierre Auger : la mesure du spectre d'énergie au delà de 1 EeV et de la coupure à haute énergie avec une grande significativité, la mesure d'observables de composition qui montrent un alourdissement avec l'énergie, et la mesure d'une anisotropie faible sauf vers Centaurus~A. Dans la seconde partie, on étudie la propagation extra-galactique des RCUHEs. On étudie les influences de l'accélération et composition aux sources sur les spectres à la Terre. On démontre la viabilité d'un modèle astrophysique satisfaisant, dit low-Emax, qui s'ajuste aux données. Un outil numérique de propagation de protons/noyaux, avec champs magnétiques, est présenté dans ce cadre. Nous présentons en quatrième partie une étude indépendante de contraintes, par les données angulaires d'Auger, sur la densité des sources de RCUHEs et leur déflexion dans les champs. Une analyse des données par percolation est également présentée, et démontre leur faible anisotropie. Une partie entière est dédiée à la phénoménologie d'un messager secondaire : le photon. On expose sa propagation et l'outil numérique entièrement développé à ce sujet, intégré dans l'outil de propagation de RCUHEs. Cela donne un code numérique global, vraiment multi-messagers, qui nous offre un outil complet pour fonder un modèle global de concordance qui satisferait l'ensemble des contraintes actuelles, dont les limites expérimentales de Fermi sur le flux diffus de photons au TeV. Nous terminons sur les perspectives offertes par la construction d’un modèle global de RCUHEs.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (293 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 135 réf.

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  • Bibliothèque : Université Paris Diderot - Paris 7. Service commun de la documentation. Bibliothèque Universitaire des Grands Moulins.
  • PEB soumis à condition
  • Cote : TS (2010) 163

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  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 10 PA07 7163
  • Bibliothèque : Observatoire de Paris (Section de Meudon). Bibliothèque.
  • PEB soumis à condition
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