Rayonnement Γ Des Noyaux Actifs de Galaxies Observé Aux Très Hautes Énergies Avec H.E.S.S. PDF Download

Author: Jean-Philippe Lenain
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Author: Olivier Hervet
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Languages : fr
Pages : 213

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Le développement des observations multi-longueurs d’onde des noyaux actifs de galaxies permet aujourd’hui d’atteindre une couverture quasi complète de leur rayonnement depuis la radio jusqu’aux plus hautes énergies accessibles, du domaine du TeV, par les télescopes Tcherenkov. Les modèles d’émissions de ces sources se trouvent de plus en plus contraints, en particulier pour les blazars où les scénarios standards de type Synchrotron Self Compton (SSC) à une zone sont régulièrement mis en défaut par ce nouveau flot d’informations. Le sujet principal de cette thèse est l’étude approfondie des blazars dits « intermédiaires » entre les deux catégories spectrales depuis longtemps identifiées que sont les BL Lacs et les FSRQs (pour fat spectrum radio quasars). En première approche nous menons une étude complète du blazar intermédiaire Ap Librae pour lequel nous montrons que la base du jet étendu joue un rôle très significatif dans le rayonnement global de la source. Pour cette étude nous présentons le développement d’un code SSC multi-zones traitant de manière cohérente les interactions radiatives entre les différentes composantes. Nous nous concentrons ensuite sur les caractéristiques radio observés par « very large baseline interferometry » (VLBI) du jet pouvant être utilisés pour contraindre efficacement les paramètres physiques et géométriques du modèle, et déduisons un lien fort entre les nodules radios observés dans le jet et la zone compacte émettant en gamma. En seconde approche nous caractérisons une population de blazars par l’étude des spectres radios, qui à l’instar d’Ap Librae présentent un jet relativement puissant devant l’émission d’une zone compacte SSC. Nous proposons une classification nouvelle des blazars basée sur les propriétés cinématiques des jets VLBI dans un échantillon de 167 sources sélectionnées dans la base de données du réseau de télescopes radio MOJAVE. La présence d’une corrélation entre la cinématique radio et la classe spectrale met en avant la nature de cette classe intermédiaire, dont nous vérifions par la suite la cohérence dans un scénario d’unification des blazars. Cette thèse étant également au sein de la collaboration du réseau de télescopes Tcherenkov H.E.S.S., nous présentons les résultats d’analyse de sources nouvellement détectées ou très prometteuses aux très hautes énergies. Nous exposons aussi les développements récents d’une méthode d’amélioration de la précision astrométrique du réseau par le suivi d’étoiles sur les caméras.

Author: Florent Dubois
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Languages : fr
Pages : 210

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L'expérience H.E.S.S. (High Energy Stereoscopic System) a pour objectif l'observation du ciel austral en rayons [gamma] de très haute énergie. L'observatoire, constitué de quatre télescopes fonctionnant en stéréoscopie et situé en Namibie, est un des plus performants au monde. Enregistrant des données depuis 2003, c'est l'instrument idéal pour l'observation du plan galactique et la détection des nombreuses sources qui s'y trouvent. Trois méthodes d'analyse ont été mises en place, s'appuyant sur différentes propriétés des gerbes électromagnétiques issues de l'interaction des [gamma] avec l'atmosphère. L'objectif premier de cette thèse était de combiner les informations issues de ces trois méthodes pour la sélection des événements et la reconstruction de la direction et de l'énergie des gamma. La nouvelle analyse, appelée Xeff, apporte un gain significatif sur la qualité de la sélection et sur la précision de reconstruction de l'énergie et de la direction. L'analyse Xeff a été utilisée pour l'étude de nébuleuses de pulsar telles que Vela X, GO.9+0.1 et MSH 15-52. De nouveaux résultats ont été mis en évidence concernant l'extension de la source (Vela X) ou la forme spectrale (GO.9+0.1 et MSH 15-52) grâce à de nouvelles observations et à l'efficacité de l'analyse mise en place. Dès 2010, l'expérience rentrera dans une nouvelle phase avec l'achèvement d'un cinquième télescope, dédié à l'observation des rayons gamma à partir de quelques dizaines de GeV. Les tests mis en place pour l'étalonnage des photomultiplicateurs et les résultats obtenus sont décrits dans le manuscrit.

Author: Matthieu Vivier
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Languages : fr
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L’astronomie gamma des très hautes énergies a pour but d’étudier l’origine du rayonnement cosmique. Cette nouvelle discipline, née il y a une trentaine d’années, sonde les mécanismes d’accélération des particules chargées dans divers objets astrophysiques (pulsars, trous noirs, reste de supernovae...) via leur émission gamma . L’astronomie gamma est aussi un formidable moyen pour la recherche de phénomènes exotiques et de nouvelle physique. Cette thèse se penche sur trois sujets de physique fondamentale qui peuvent être étudiés des très hautes énergies : l’accélération des particules chargée au voisinage d’un trou noir supermassif, l’évaporation de trous noirs primordiaux, et enfin la recherche indirecte de matière noire. Le support commun à toutes ces études est l’analyse des données récoltées par l’expérience HESS (High Energy Stereoscopic System) qui observe le ciel dans le domaine des photons gamma d’énergie supérieure à 100 GeV. Cette thèse présente tout d’abord les aspects et les enjeux de l’astronomie gamma des très hautes énergies ainsi que le fonctionnement du détecteur HESS. Les méthodes d’analyse utilisées dans la suite pour interpréter les données sont aussi détaillées. Un premier sujet lié à l’astrophysique des trous noirs est abordé dans cette thèse, et concerne les observations par HESS de la région du Centre Galactique. Les observations menées depuis 2004 ont mis en évidence une émission gamma dont l’origine reste inconnue. Le spectre et la variabilité de la source gamma sont étudiés en détails pour essayer d’interpréter le signal gamma en terme d’accélération de particules au voisinage de Sgr A*, le trou noir supermassif situé au centre dynamique de la Voie Lactée. L’ensemble des données récoltées par HESS est ensuite utilisé pour la recherche de sursauts de photons gamma signant l’évaporation de trous noirs primordiaux. Les trous noirs primordiaux sont des objets exotiques qui peuvent avoir été créés lors des tous premiers instants de l’Univers. L’émission gamma au Centre Galactique empêche la détection d’un éventuel signal de matière noire. A l’instar du Centre Galactique, les galaxies naines sphéroïdales du groupe local sont des objets dépourvus de fond astrophysique et sont donc des cibles intéressantes. Dans la dernière partie de cette thèse, une présentation synthétique de nos connaissances actuelles sur les propriétés de la matière noire est faite. Les données prises par HESS en direction de la galaxie naine Canis Major du Sagittaire, sont alors interprétées en terme d’annihilation de matière noire pour dériver des contraintes sur des modèles de physique des particules susceptibles de décrire ses propriétés.

Author: Floyd William Stecker
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Category : Gamma rays
Languages : en
Pages : 262

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Cosmic gamma ray production processes, galactic and extragalactic gamma rays, and cosmology.

Author: Markus Boettcher
Publisher: John Wiley and Sons
ISBN: 3527410376
Category : Science
Languages : en
Pages : 425

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Written by a carefully selected consortium of researchers working in the field, this book fills the gap for an up-to-date summary of the observational and theoretical status. As such, this monograph includes all used wavelengths, from radio to gamma, the FERMI telescope, a history and theory refresher, and jets from gamma ray bursts. For astronomers, nuclear physicists, and plasmaphysicists.

Author: E. VALTAOJA (Ed)
Publisher: Cambridge University Press
ISBN: 9780521413510
Category : Science
Languages : en
Pages : 484

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Blazars (also known as BL Lac objects), first discovered in 1978, are unusually energetic objects in the extragalactic universe. About 200 are known or suspected. They are radio sources with highly variable optical and radio emission, as well as high polarisation, and their optical spectra normally have no distinguishable features. It is generally accepted that they belong to that class of galaxies with active galactic nuclei, which are presumed to be driven by infall of matter to a supermassive black hole. In this book researchers give a complete summary of the observations of blazars and the theoretical interpretation. A comprehensive listing of confirmed and candidate objects is included. Mechanisms in which the variability can arise from shocks and relativistic jets are discussed. There are at least four different answers given to the question: what is a blazar? This book is a complete overview of the violent activity observed in these extreme active galactic nuclei.

Author: Charles Dermer
Publisher: Princeton University Press
ISBN: 0691144087
Category : Science
Languages : en
Pages : 560

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Beginning with Einstein's special and general theories of relativity, the authors give a detailed mathematical description of fundamental astrophysical radiation processes, including Compton scattering of electrons and photons, synchrotron radiation of particles in magnetic fields, and much more.

Author: Wallace H. Tucker
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Category : Nature
Languages : en
Pages : 230

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Beyond the range of optical perception--and of ordinary imaginings--a new and violent universe lay undetected until the advent of space exploration. Supernovae, black holes, quasars and pulsars--these were the secrets of the highenergy world revealed when, for the first time, astronomers attached their instruments to rockets and lofted them beyond the earth's x-ray-absorbing atmosphere. The X-Ray Universe is the story of these explorations and the fantastic new science they brought into being. It is a first-hand account: Riccardo Giacconi is one of the principal pioneers of the field, and Wallace Tucker is a theorist who worked closely with him at many critical periods. The book carries the reader from the early days of the Naval Research Laboratory through the era of V-2 rocketry, Sputnik, and the birth of NASA, to the launching of the Einstein X-Ray Observatory. But this is by no means just a history. Behind the suspenseful, sometimes humorous details of human personality grappling with high technology lies a sophisticated exposition of current cosmology and astrophysics, from the rise and fall of the steady-state theory to the search for the missing mass of the universe.

Author: Andrew Lyne
Publisher: Cambridge University Press
ISBN: 1107010144
Category : Science
Languages : en
Pages : 375

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Now in its fourth edition, Pulsar Astronomy provides a thoroughly revised and updated introduction to the field of pulsar astronomy.