L'expérience PHEBUS : contribution à l'analyse des propriétés temporelles et spectrales des sursauts gamma cosmiques

par Jean-Pascal Dezalay

Thèse de doctorat en Astrophysique spatiale

Sous la direction de C. BARAT.

Soutenue en 1994

à Toulouse 3 .

mots clés

• Photons
• Étoiles -- Spectres
• Astrométrie
• Rayons gamma
• Télescopes spatiaux
• Rayonnement cosmique

Résumé

Les sursauts cosmiques sont caracterises par une emission transitoire et intense de photons gamma. La duree de ces evenements varie de quelques millisecondes a plusieurs centaines de secondes et leur spectre a ete observe sur un large domaine en energie depuis quelques kiloelectronvolts (kev) jusqu'au gigaelectronvolt (gev). La repartition spatiale des sources de sursauts est compatible avec une distribution spherique centree sur le soleil et confinee dans un volume inferieur au volume maximum accessible aux instruments les plus sensibles. En depit du nombre important de sursauts gamma cosmiques detectes a ce jour (environ 1500), la nature et la distance des sources demeurent inconnues. L'experience francaise phebus fonctionne a bord du satellite sovietique granat depuis janvier 1990. Elle utilise des scintillateurs en bgo pour couvrir un domaine en energie etendu (100 kev - 100 mev). La reponse des detecteurs a ete analysee en comparant des mesures experimentales et des simulations monte-carlo, afin de permettre la restitution du spectre des photons incidents. Pendant les trois premieres annees de mission, phebus a enregistre 110 sursauts cosmiques. L'analyse statistique des proprietes temporelles et spectrales de ces evenements a revele l'existence d'une sous-population homogene de sursauts caracterises par une duree inferieure a 2s, un spectre plus dur et une variabilite plus importante que dans le cas des evenements plus longs. L'analyse conjointe des sursauts detectes en commun par phebus et les detecteurs embarques sur la sonde interplanetaire ulysses a montre que la fonction de luminosite intrinseque des sources depend du domaine en energie. A moyenne energie (150 - 1500 kev), la fonction de luminosite apparait plus etendue qu'a basse energie (30 - 150 kev). Ce resultat est incompatible avec l'hypothese d'une luminosite identique pour toutes les sources, utilisee dans plusieurs modeles

Titre traduit

The phebus experiment : contribution to the analyse of temporal and spectral properties of cosmic gamma-ray bursts

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