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Sujets de thèse
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DRF : Sujet de thèse SL-DRF-21-0237

DOMAINE DE RECHERCHE
Astroparticules / Physique corpusculaire et cosmos
INTITULÉ DU SUJET Français English

Astrophysique multi-messagers à haute énergie avec H.E.S.S. et CTA

RÉSUMÉ DU SUJET

Tout récemment, un domaine fondamentalement nouveau de l’astronomie et de l’astrophysique a montré ses premiers résultats : l’astrophysique multi-messagers et l’astrophysique en temps réel. La détection simultanée de divers nouveaux messagers astrophysiques (ondes gravitationnelles, rayons gamma à haute énergie et neutrinos à haute énergie) et l’échange et la combinaison de données provenant d’observatoires très différents permettent d’ouvrir de nouvelles fenêtres et de mieux comprendre les phénomènes les plus violents jamais observés.

Des conclusions nouvelles et significatives peuvent être obtenues en combinant ces nouveaux messagers. Les analyses conjointes de données archivées sur différentes longueurs d’onde ont apporté d’énormes connaissances dans le passé et, comme cette technique fournit un retour scientifique assuré et certain, elle sera également utilisée dans le projet de thèse proposé. En même temps, il est clair qu’une autre étape importante augmente considérablement la sensibilité des recherches multi-messagers: la nécessité d’avoir accès à la mine d’informations fournies par l’analyse et la combinaison des données en temps réel. Ce projet de thèse permettra d’ouvrir cette nouvelle fenêtre sur l’univers des hautes énergies : l’astronomie multi-messagers en temps réel à très hautes énergies. La combinaison des différentes particules et radiations dans un système d’alerte en ligne véritablement multi-messagers résoudra plusieurs défis rencontrés en astrophysique des hautes énergies et permettra notamment de détecter et d’étudier les phénomènes transitoires violents qui sont supposés être à l’origine des rayons cosmiques des hautes énergies. Le projet introduira le domaine temporel à l’astrophysique à haute énergie et a le potentiel de provoquer un changement de paradigme dans la façon dont les observations et les analyses de données sont effectuées.

Le cœur du projet proposé sera H.E.S.S., actuellement l’instrument à rayons gamma le plus sensible au monde, et CTA, l’observatoire mondial des rayons gamma à haute énergie de prochaine génération. Nous combinerons leurs données avec les événements enregistrés par IceCube, le plus grand télescope à neutrinos du monde et les interféromètres à ondes gravitationnelles Virgo et Ligo. La détection d’une source transitoire de rayons gamma à haute énergie en coïncidence avec des ondes gravitationnelles ou des neutrinos à haute énergie fournira les preuves longtemps recherchées de leur origine commune et pourrait résoudre la quête séculaire de l’origine des rayons cosmiques à haute énergie.

Nous collaborerons également avec les observatoires radio les plus sensibles du monde (par exemple, les précurseurs du SKA MeerKAT et ASKAP) pour rechercher des contreparties aux explosions radio rapides et, en général, étudier une grande variété de messagers comme les sursaut de rayons gamma ou les éruptions provenant de noyaux galactiques actifs. En analysant les données acquises par les observatoires de rayons gamma à haute énergie en temps réel, il sera également possible d’envoyer des alertes à l’ensemble de la communauté astronomique pour assurer des observations simultanées à d’autres longueurs d’onde.

FORMATION NIVEAU MASTER RECOMMANDÉ

Master 2

INFORMATIONS PRATIQUES
Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’univers
Service de Physique des Particules
Groupe Astroparticules (GAP)
Centre : Saclay
Date souhaitée pour le début de la thèse : 01/10/2021
PERSONNE À CONTACTER PAR LE CANDIDAT

Fabian Schussler  

CEA
DRF/IRFU/DPHP/HESS 2
IRFU/DPhP
CEA Paris-Saclay
91191 Gif-sur-Yvette Cedex

Téléphone : 33169083020

UNIVERSITÉ / ÉCOLE DOCTORALE
Paris-Saclay
PHENIICS
DIRECTEUR DE THÈSE

Fabian Schussler

CEA
DRF/IRFU/DPHP/HESS 2
IRFU/DPhP
CEA Paris-Saclay
91191 Gif-sur-Yvette Cedex