Les jeunes vestiges de supernova et INTEGRAL :<br />raies du 44Ti et Emission non-thermique - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2006

The young supernova remnants and INTEGRAL :
44Ti lines and non-thermal emission

Les jeunes vestiges de supernova et INTEGRAL :
raies du 44Ti et Emission non-thermique

Résumé

This thesis deals with the search for and the study of young galactic supernova remnants using the observations performed by IBIS/ISGRI, one of the two main coded-mask instruments onboard the european gamma-ray satellite INTEGRAL. This research is based on i) the study of gamma-ray lines coming from the radioactive decay of 44Ti, a short-lived nucleus (Tau ~ 86 y) exclusively produced during the first stages of stellar explosions, and ii) the study of the nonthermal continuum mechanisms which take place inside the young supernova remnants. I separate the manuscript in
four main parts. The first one presents an overview of supernovae from an observational and theoretical point of view. The second part describes the INTEGRAL satellite with its instruments, the techniques used for analyzing the data collected by IBIS/ISGRI, and my personal investigations concerning different developments such as: the spectral calibration of the IBIS/ISGRI instrument, the correction of noisy pixels on the camera, the creation of background maps, and the development of an alternative pipeline useful for dealing with a large amount of data. I also present a method for imaging extended sources with a coded-mask instrument
such as IBIS/ISGRI, and its first application on the Coma Cluster. The results obtained on historical supernova remnants like Cas A, Tycho, RX~J0852-4622 (Vela Junior) are presented in the third part. The first chapter of the last part is devoted to the study of the detectability of supernovae in the optical domain with a model of the interstellar extinction. The second chapter reports
on the search for missing and hidden young supernova remnants in the Milky Way with the IBIS/ISGRI galactic plane survey through the 44Sc gamma-ray lines as well as with a multi-wavelength approach, from the radio domain (VLA) to the new observational window at TeV energies (HESS). I also discuss the constraints on the supernova rate and the 44Ti production in core-collapse
supernovae, based on these IBIS/ISGRI observations and the 44Ca solar abundance.
La thèse présentée ici concerne la recherche et l'étude de jeunes vestiges de supernova à partir des observations menées avec l'instrument IBIS/ISGRI à bord du satellite européen gamma INTEGRAL. Ce travail de recherche porte sur deux thèmes principaux que sont
la nucléosynthèse et l'accélération de particules. Le premier thème est abordé par l'étude des raies émises lors de la décroissance radioactive du 44Ti, élément à courte durée de vie (Tau ~ 86 ans) exclusivement produit aux premiers instants du phénomène de supernova, et le deuxième par l'étude de l'émission continue non-thermique sous-jacente, preuve
observationnelle de l'accélération de particules au sein des vestiges de supernova.

Le manuscrit est divisé en quatre parties. La première partie porte sur une présentation générale des
supernovae des points de vue observationnel et théorique. La deuxième partie décrit le satellite INTEGRAL et les principaux instruments à bord, les méthodes d'imagerie et de détection avec l'instrument IBIS/ISGRI, ainsi que mon investissement personnel sur
le développement d'outils spécifiques liés à l'analyse de données : la correction en énergie des évènements, cruciale pour l'étude des raies gamma comme celles issues de la décroissance du 44Ti, la recherche des pixels bruyants, importante pour l'étude de l'émission non-thermique à basse énergie autour de 20 keV,
la création de cartes de fond mesuré sur IBIS/ISGRI, et la mise en place d'une chaine de traitement alternative. Je présente également une méthode pour estimer le flux et la significativité d'une source étendue observée par un instrument à masque codé comme IBIS/ISGRI, ainsi qu'une première application de cette méthode sur l'amas de Coma. Les résultats obtenus sur les vestiges des
supernovae historiques tels que Cassiopeia A, Tycho, et Vela Junior sont exposés dans la troisième partie. Le premier chapitre de la dernière partie pose la problématique des jeunes vestiges de supernova manquants et présente une étude de la détectabilité des
supernovae dans le domaine visible, à partir d'un modèle d'extinction interstellaire galactique. Le deuxième chapitre rapporte les résultats de la recherche de jeunes vestiges de supernova dans le plan galactique par l'intermédiaire des raies de décroissance du 44Ti ainsi que par une approche multi-longueur d'onde, du domaine radio (VLA) à la nouvelle fenêtre d'observation au TeV (HESS). Je discusse également les contraintes apportées sur la fréquence des explosions et sur les
taux de production de cet élément, vis-à-vis des observations IBIS/ISGRI et de l'abondance solaire du 44Ca.
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Dates et versions

tel-00107047 , version 1 (17-10-2006)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00107047 , version 1

Citer

Matthieu Renaud. Les jeunes vestiges de supernova et INTEGRAL :
raies du 44Ti et Emission non-thermique. Astrophysique [astro-ph]. Université Paris-Diderot - Paris VII, 2006. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00107047⟩
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