Simulation of pulsar magnetospheres : detailed study of some radiative mechanisms - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2017

Simulation of pulsar magnetospheres : detailed study of some radiative mechanisms

Simulation des magnétosphères de pulsars : étude détaillée de phénomènes radiatifs

Guillaume Voisin

Résumé

Pulsars are highly magnetized fast rotating neutron stars producing a pulsed radiation. This thesis is dedicated to their magnetosphere, namely the zone surrounding the star and filled with a plasma dragged by the rotation of the star. It was shown as soon as 1969 that the magne- tosphere must have vacuum gaps, where intense electric fields develop that are capable of accelerating the rarefied plasma to very high ener- gies along the magnetic field. The curvature of the field lines, together with the rotation around the magnetic field, results in the so-called « syn- chrocurvature » radiation. The en- ergy is mostly radiated in gamma photons (γ). These photons may then be converted by the γ-photon- magnetic-field or γ-γ quantum pro- cesses in an electron-positron pair e+e-, each component of which then radiates at its turn which results in a cascade that provides plasma to the magnetosphere. This thesis particu- larly deals with two key phenomena of these cascades : synchrocurva- ture radiation and γ-γ pairs. This thesis also concerns the timing model of the millisecond pulsar in a triple system J0337+1715.
Les pulsars sont des étoiles à neu- tron hautement magnétisées en ro- tation rapide produisant un rayon- nement pulsé. Cette thèse est dédiée à leur magnétosphère, c’est à dire la zone proche de l’étoile à neutron, remplie d’un plasma en- traîné par la rotation rapide de celle- ci. Il a été montré dès 1969 que la magnétosphère doit avoir des zones très peu denses arborant des champs électriques intenses ca- pables d’accélérer le plasma raré- fié de ces régions à des énergies très élevées le long du champ mag- nétique. La courbure des lignes de champ, couplée avec la rota- tion d’une particule autour du champ, cause un rayonnement dit de « synchro-courbure ». L’énergie est rayonnée essentiellement en pho- tons gamma (γ). Ces photons peu- vent ensuite être convertis par in- teraction quantique photon γ-champ magnétique ou γ-γ en une paire électron-positron e+e- dont chaque composante rayonne à son tour, ré- sultant en une cascade qui alimente la magnétosphère en plasma. Cette thèse traite particulièrement de deux phénomènes clefs de ces cascades : le rayonnement de synchro-courbure et la création de paires par interac- tion γ-γ. Cette thèse traite aussi du mod- èle de chronométrage du pulsar mil- liseconde dans un système triple J0337+1715.
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Dates et versions

tel-01677325 , version 1 (08-01-2018)
tel-01677325 , version 2 (25-02-2018)

Identifiants

  • HAL Id : tel-01677325 , version 1

Citer

Guillaume Voisin. Simulation of pulsar magnetospheres : detailed study of some radiative mechanisms. Astrophysics [astro-ph]. PSL research University, 2017. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01677325v1⟩
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