Étude de nébuleuses de pulsars en rayons gamma avec HESS

par Michelle Tsirou

Projet de thèse en Physique

Sous la direction de Yves Gallant.

Thèses en préparation à Montpellier , dans le cadre de I2S - Information, Structures, Systèmes , en partenariat avec LUPM - Laboratoire Univers et Particules Montpellier (laboratoire) depuis le 01-10-2016 .


  • Résumé

    Une nouvelle fenêtre observationnelle sur la Galaxie a été ouverte pendant la dernière décennie par le domaine de l'astronomie gamma au TeV, grâce aux progrès en sensibilité et à l'emplacement optimal du système de télescopes Tcherenkov HESS en particulier. Les nébuleuses de pulsars (ou PWNe pour 'pulsar wind nebulae') forment la classe la plus nombreuse des sources identifiées de rayons gamma découvertes dans le relevé du plan galactique par HESS. Ces sources sont composées d'électrons et de positons accélérés à de très hautes énergies par l'action d'un pulsar central énergétique. Elles constituent à ce titre des sources plausibles des rayons cosmiques leptoniques, et pourraient vraisemblablement être à l'origine de l'excès de positons cosmiques récemment mesuré aux hautes énergies. Un objectif principal du sujet de thèse sera d'effectuer des études détaillées des observations avec HESS de nébuleuses jeunes choisies, qui sont généralement de faible extension angulaire voire non-résolues dans les analyses standard publiées à ce jour des données de la phase I de HESS. Des méthodes d'analyse plus récentes avec une meilleure résolution angulaire, ainsi que des données de la phase II de HESS qui devraient permettre une reconstruction plus précise des événements, seront exploitées pour caractériser la morphologie (potentiellement dépendante de l'énergie) de ces PWNe compactes et brillantes. Une modélisation théorique des résultats de HESS, ainsi que de données d'observation disponibles à d'autres longueurs d'onde, sera mise en oeuvre, visant en particulier à contraindre l'évolution passée de la nébuleuse, ce qui pourrait permettre d'affiner les prédictions de la contribution des PWNe aux positons et électrons cosmiques.

  • Titre traduit

    Gamma-ray Pulsar Wind Nebula studies with HESS


  • Résumé

    In the past decade, the field of TeV gamma-ray astronomy has opened a new window on the Galaxy through improved sensitivity and the optimal location of the HESS system of Cherenkov telescopes in particular. Pulsar wind nebulae (PWNe) form the most numerous class of identified Galactic TeV gamma-ray sources discovered in the Galactic plane survey performed with HESS; they consist of electrons and positrons accelerated to very high energies through the action of a central, energetic pulsar. As such, they are likely sources of leptonic cosmic rays, and can plausibly account for the origin of the recently measured high-energy cosmic-ray positron excess. A main scientific goal of the thesis topic will be to perform in-depth studies of individual young PWNe observed with HESS, which are generally of small angular extent or even unresolved in the published standard analyses of data from HESS phase I. More recent analysis methods with improved angular resolution, as well as data from HESS phase II which should allow better event reconstruction, will be brought to bear to unravel the (possibly energy-dependent) morphology of such compact, bright PWNe. Theoretical modelling of the HESS results, along with available observational data at other wavelengths, will then be performed, aiming in particular to constrain the past evolutionary history of the PWN, which may help sharpen predictions of the contribution of PWNe to cosmic-ray positrons and electrons.