Etalonnages de l'instrument EPIC du satellite XMM-Newton : observations d'amas de galaxies en rayons-X

par Philippe Marty

Thèse de doctorat en Terre, Océan, Espace. Méthodes instrumentales en astrophysique et applications spatiales

Sous la direction de Jean-Philippe Bernard.

Soutenue en 2003

à Paris 11 .

mots clés

• Analyse de données massives

Résumé

Le satellite XMM-Newton est l'une des quatre missions les plus importantes de l'Agence Spatiale Européenne, et a pour but d'ouvrir plus largement la fenêtre des rayons-X afin d'explorer la population de sources à hautes énergies tant de la Galaxie que du ciel profond. Dans la première partie, je dresse un portrait de l'astronomie contemporaine dans les hautes énergies, puis je résume le contexte, notamment celui de l'observation des grandes structures et des amas de galaxies, ayant mené au développement d'un observatoire spatial tel qu'XMM-Newton. Une description de ses télescopes, aussi détaillée que nécessaire compte-tenu des études présentées par la suite, est faite dans la seconde partie. Je décris dans la troisième partie comment se sont déroulées les campagnes d'étalonnage au sol des instruments EPIC sur le banc de test synchrotron d'Orsay, ainsi que ma contribution à l'analyse des données subséquentes. Dans une quatrième partie, je confronte des résultats d'étalonnage à des données de vol, fais le bilan des méthodes d'analyse de ces données et présente une application de ces méthodes à l'observation d'amas de galaxies. Je conclus enfin quant aux perspectives en matière d'observations de sources étendues avec XMM-Newton ainsi qu'en matière d'instrumentation pour les hautes énergies en général et de techniques de traitement de données massives dont les Observatoires Virtuels pourront être demandeurs.

Titre traduit

Calibrations of the EPIC instrument onboard the XXM-Newton satellite : clusters of galaxies X-rays observations

Résumé

The XMM-Newton satellite is one of the four cornerstones on which the Euro-pean Space Agency based its sky exploration program, and is aimed at opening further the X-rays window and map the high energies population from the Galaxy as well as from the deep Universe. Within the first part, I make a review of the high energies astrophysics current main topics, like the observations of clusters of galaxies, and summarize the. . . Having brought forward such an X-ray space observatory. A description of the XMM-Newton X-ray telescopes is then presented in the second part, as detailed as needed by the following. I explain in the third part how were conducted the EPIC instruments ground calibration campaigns within the synchrotron test facility in Orsay, and the analysis of the resulting data. In the fourth part, ground calibrations results are compared to some in-flight calibrations datasets, and methods for analysing data from extended sources (like clusters of galaxies) observations are extensively described. Finally, my conclusions regarding future extended sources observations with XMM-Newton and relevant data analysis strategies are drawn in the light of X-rays instrumentation general perspectives as well as the development of Virtual Observatories.