Recherche de halos γ avec H.E.S.S. et préparation de la science avec CTA - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2023

Search for gamma-ray halos with H.E.S.S. and prospects for CTA science

Recherche de halos γ avec H.E.S.S. et préparation de la science avec CTA

Résumé

Pulsar wind nebulae (PWNe) are powerful cosmic accelerators of electrons and positrons that radiate through interaction with ambient photons and magnetic fields. Their characteristics depend on their environment and their associated pulsar. The final stage of a PWN evolution is called halo and was first discovered in gamma-rays in 2017.This thesis presents detailed spectro-morphological analyses of three regions in the galactic plane including numerous spatially nested sources.The first presents a large and confused GeV and TeV emission at longitude 312° and includes five powerful pulsars of different ages. New results from H.E.S.S. have allowed to detect two PWNe candidates possibly evolving toward a halo stage. Fermi observes three bright emissions, including for the first time in gamma the supernova remnant (SNR) G312.4-0.4.The second is the ambiguous region of HESS J1813-178. Results from H.E.S.S. and Fermi show different acceleration mechanisms. A new study with H.E.S.S. has helped to partly clarify the nature of this region. From this study, the new production of reconstructed data with the Hillas method and the MVA technique in H.E.S.S. was verified.The third analysis focuses on the most extended PWN HESS J1825-137 known to date. A 50-hours observation period of CTA data was simulated from H.E.S.S. data. Analysis methods and scientific tools have been tested and have demonstrated the great performances of the Observatory. Those studies have also permitted to optimize the configurations of the CTA South array and in particular for the highest energies.
Les nébuleuses à vent de pulsar (PWNe) sont de puissants accélérateurs cosmiques d’électrons et de positrons qui rayonnent par interaction avec les champs de photons et magnétiques ambiants. Leurs caractéristiques dépendent de leur environnement et du pulsar qui les alimente. Le dernier stade d’évolution de la PWN, découvert pour la première fois en rayons gamma en 2017, est appelé halo.Cette thèse expose les analyses spectro-morphologiques détaillées de trois régions du plan galactique incluant de nombreuses sources étendues spatialement imbriquées.La première présente une large émission confuse au GeV et au TeV à la longitude 312° et comporte cinq pulsars puissants de différents âges. Les nouveaux résultats obtenus avec H.E.S.S. permettent d’identifier deux candidats PWNe qui pourraient être en transition vers le stade de halo. De même, Fermi a permis d’identifier 3 sources distinctes dont, et pour la première fois en gamma, le vestige de supernova (SNR) G312.4-0.4.La deuxième est la région ambigüe de HESS J1813-178. Les conclusions obtenues avec H.E.S.S. et Fermi semblent en désaccord quant aux mécanismes d’accélération en présence. Une nouvelle étude avec H.E.S.S. a permis de clarifier en partie la nature de cette région. A partir de cette étude, la nouvelle production des données reconstruites avec la méthode de Hillas et la technique MVA dans H.E.S.S. a été vérifiée.La troisième étude porte sur la PWN la plus étendue connue à ce jour : HESS J1825-137. En utilisant les données de H.E.S.S., la région a été simulée pour une période d’observation de 50 heures avec le réseau Sud de CTA. Les techniques et les outils spécifiques à CTA ont été testés et ont démontré les excellentes performances du futur réseau. Ces études ont aussi permis d’optimiser les configurations du réseau Sud de CTA et en particulier pour les plus hautes énergies.
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CHAMBERY_PAULINE_2023.pdf (53.21 Mo) Télécharger le fichier
Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-04508573 , version 1 (18-03-2024)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04508573 , version 1

Citer

Pauline Chambéry. Recherche de halos γ avec H.E.S.S. et préparation de la science avec CTA. Astrophysique [astro-ph]. Université de Bordeaux, 2023. Français. ⟨NNT : 2023BORD0388⟩. ⟨tel-04508573⟩
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