Gamma ray emission from supernova remnants interacting with molecular clouds and optimisation of H.E.S.S. data analysis.
Etude du rayonnement gamma de vestiges de supernova en interaction avec des nuages moléculaires et optimisation de l'analyse des données de H.E.S.S..
Résumé
The H.E.S.S. experiment is an array of Cherenkov telescopes, located in Namibia, observing the very high energy gamma rays from astrophysical sources. H.E.S.S. greatly increased our understanding of the very high energy non thermal universe. Since 2012, a fifth telescope was installed at the center of the array. This improvement increase the energy range and the sensitivity of the detector.
The optimization of a multivariate analysis method, within the H.E.S.S. framework, is presented in this thesis. The Xeff analysis is improved by taking into account the observation conditions and by increasing the number of discriminating variables. The sensitivity of this analysis compared to standard analyses is demonstrated. Xeff is then used to analyze several sources of gamma rays.
The effects of the focus impacting the H.E.S.S.II data are described. They are taken into account in the analysis and an optimization of the distance between the mirrors and the camera is presented.
The study of the gamma emission from four candidates of molecular clouds and supernova remnant associations is presented. The H.E.S.S. data from G349.7+0.2, W51, the Tornado nebula and HESS J1745-303 is performed. The interpretation of their emission, using also Fermi-LAT data, leads to the estimation of the particle acceleration efficiency in these objects.
The work described in this thesis led to the production of two internal notes in the H.E.S.S. collaboration, to several presentations at international conferences, and scientific publications.
L'expérience H.E.S.S. est un réseau de télescopes Tcherenkov, situé en Namibie, qui observe le rayonnement de sources astrophysiques de rayons gamma de très haute énergie. Depuis sa mise en service il y a plus de dix ans, H.E.S.S. a permis d'améliorer considérablement notre vision de l'univers à ces énergies. Depuis 2012, le démarrage de la deuxième phase de l'expérience avec la mise en service d'un cinquième télescope permet de baisser le seuil en énergie de l'expérience.
L'optimisation d'une analyse multivariée au sein de l'expérience H.E.S.S. est présentée dans cette thèse. L'analyse Xeff a été améliorée en prenant en compte les conditions d'observation, et en introduisant de nouvelles variables dans l'estimateur. Un gain de sensibilité de l'analyse par rapport aux analyses standards est observé. Cette méthode a été ensuite utilisée pour diverses analyses de sources de rayons gamma.
La prise en compte des effets de la focalisation de l'analyse de données de H.E.S.S.II est détaillée. L'ajustement de la distance entre la caméra et les miroirs du cinquième télescope permet d'améliorer l'image dans le plan focal. L'amélioration de la reconstruction et le gain en sensibilité qui en découle sont présentés.
L'étude du rayonnement gamma de quatre candidats d'associations de vestiges de supernova et de nuages moléculaires est présentée : G349.7+0.2, W51, la nébuleuse de la Tornade, et HESS J1745-303. Une interprétation de ce rayonnement utilisant également les données de Fermi-LAT permet d'estimer l'origine dominante des mécanismes d'émission et d'appréhender l'efficacité d'accélération de particules par ces systèmes.
Les travaux présentés dans cette thèse ont fait l'objet de deux notes internes à la collaboration H.E.S.S., de multiples présentations dans des conférences internationales et de publications scientifiques.
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