Exploration d'un grand relevé à Nançay et diversité de la population de pulsars

par Franck Octau

Thèse de doctorat en Astrophysique

Sous la direction de Ismaël Cognard.

Le président du jury était Thierry Dudok De Wit.

Le jury était composé de Ismaël Cognard, Thierry Dudok De Wit, René Breton, Arache Djannati-Atai, David Smith, Jérôme Petri.

Les rapporteurs étaient René Breton, Arache Djannati-Atai.


  • Résumé

    Depuis la découverte du premier pulsar en 1967, nous connaissons désormais plus de 2500 pulsars aujourd’hui. Les pulsars offrent un champ d’études considérable : depuis l’étude des propriétés du milieu interstellaire et l’étude de la magnétosphère des pulsars jusqu’aux tests de la gravité en champ fort et la caractérisation d’un fond d’ondes gravitationnelles d’origine cosmologique. Cela explique pourquoi nous continuons de chercher de nouveaux pulsars de nos jours. Après des découvertes de pulsars millisecondes dans les sources non identifiées du Fermi Large Area Telescope, un programme de recherche de nouveaux pulsars a été mené à partir de 2012 par G. Desvignes. Observant à 1.4 GHz avec une haute résolution temporelle et fréquentielle, le programme SPAN512 a été conçu pour la recherche de pulsars rapides et lointains situés dans le plan Galactique. Nous décrirons les méthodes d’analyse mises en place pour traiter les données afin de trouver de nouveaux pulsars, méthodes soit basées sur la stabilité de la période de rotation des pulsars soit sur leur émission d’impulsions individuelles. Nous présenterons aussi l’état actuel de l’analyse du programme SPAN512 et les découvertes effectuées, plus particulièrement du pulsar trouvé au cours de ce travail de thèse, PSR J2055+3829, un pulsar milliseconde de période de rotation de 2.08 ms appartenant à un système de type « Veuve Noire ». Ce sera l’occasion de présenter les études chronométriques réalisées pour trouver l’éphéméride de ce pulsar et, dans le même temps, j’en profiterai pour parler d’une analyse similaire faite sur le pulsar J1618-3921, un pulsar dans une orbite excentrique. Enfin, nous présenterons des études polarimétriques de pulsars réalisées à la lumière d’un nouveau modèle, le modèle du vecteur tournant décentré (DRVM). Nous montrerons qu’un champ magnétique hautement décentré peut expliquer les variations brusques de l’angle de polarisation.

  • Titre traduit

    Exploitation of the Nançay large survey : the diversity of pulsar population


  • Résumé

    Since the discovery of the first pulsar in 1967, we know over 2500 pulsars today. Pulsars offer a broad range of studies: from the study of the properties of interstellar medium and of pulsar magnetospheres up to test of gravity in the strong-field regime and the characterisation of the cosmological Gravitation Waves background. This explains why we keep searching pulsars nowadays. After successful detections of new millisecond pulsars in Fermi Large Area Telescope unassociated sources at Nançay, a blind pulsar survey was initiated in 2012 by G. Desvignes. Conducted at 1.4 GHz with short sampling time and narrow frequency channels, the SPAN512 was designed to find fast and distant pulsars within the Galactic plane. We describe the methods to analyse data in order to find new pulsars, thanks to their spin stability or tto their single pulses. We will also describe the current status of the survey and the discoveries, more especially the pulsar discovered during this thesis, PSR J2055+3829, a 2.08 ms pulsar in a black widow system. It will be the opportunity to present the radio timing analysis of this pulsar and, in the same time, we will describe similar studies conducted on the pulsar J1618-3921, a pulsar in an eccentric orbit. Finally, we present some polarisation studies of pulsars in light of a new model, the Decentred Rotating Vector Model (DRVM). We will show that a highly decentred dipole may explain abrupt variations of polarisation profiles.


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