Les sursauts gamma cosmiques et solaires observés par le télescope SIGMA

Cosmic and solar gamma-ray bursts detected by the sigma telescope

• Auteur / Autrice : François Pelaez
• Direction : Pierre Mandrou
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Astrophysique, géophysique et techniques spatiales
• Date : Soutenance en 1993
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Rayonnement cosmique

Télescopes spatiaux

Rayons gamma

Astrométrie

Étoiles -- Spectres

Photons

Résumé

Les sursauts gamma sont de brusques et tres intenses emissions de photons, dans la gamme d'energie entre quelques dizaines de kiloelectronvolts et quelques dizaines de megaelectronvolts, dont la duree peut varier entre quelques millisecondes et plusieurs minutes. Le telescope sigma est un instrument embarque sur satellite capable de fournir des images du ciel dans le domaine des rayons gamma mous (30 kev-1. 3 mev) avec une resolution angulaire de quelques minutes d'arc. Son principe d'imagerie repose sur l'association d'un masque code et d'un detecteur de position (gamma-camera en nai), le tout etant protege du bruit de fond par un systeme d'anticoincidence (scintillateurs en csi, operant entre 200 kev et 15 mev). L'ensemble de ces detecteurs est dote de fonctions de declenchement permettant l'enregistrement et l'analyse des sursauts gamma. Les evenements detectes par sigma sont essentiellement dus a deux types de phenomenes: 1) les sursauts gamma cosmiques, dont l'origine n'a, a ce jour, pas encore ete elucidee; 2) les emissions gamma liees aux eruptions solaires. En ce qui concerne les sursauts gamma cosmiques, cette these apporte une contribution a la determination de leur origine, suivant deux approches differentes et complementaires: 1) une approche astronomique, utilisant les capacites de localisation de la gamma-camera, montre une absence de concentration des sources en direction du centre de la galaxie, ce qui contredit l'hypothese d'une origine galactique des sursauts liee aux etoiles a neutron; 2) une approche astrophysique, utilisant la haute resolution temporelle et la grande sensibilite des donnees spectrales fournies par l'anticoincidence, a permis tout d'abord de mettre en evidence une classe a part de sursauts courts (duree <2 s) a spectre dur. Une correlation entre la duree, l'intensite et la durete spectrale des sursauts a egalement ete observee (quoique a un faible degre de significativite), en accord avec les modeles cosmologiques de distribution des sources. Enfin, une cassure a haute energie dans le spectre de certains sursauts, a ete mise en evidence. Cette cassure pourrait s'interpreter par des phenomenes d'absorption des photons en presence d'un champ magnetique intense, ou comme le resultat de la composition de plusieurs processus d'emission. Quant aux sursauts gamma solaires, dont l'origine est liee aux particules mises en mouvement au cours des eruptions solaires, les observations du telescope sigma ont permis d'en preciser certaines caracteristiques spectrales et temporelles: 1) existence de plusieurs composantes correspondant a des gammes d'energie differentes et des temps d'evolution disctincts; 2) presence de structures fines (<1 s) a haute energie (e>1 mev); 3) existence d'un continuum au-dela de 10 mev, pour certains sursauts lies a des eruptions situees sur les regions centrales du disque solaire, contrairement a ce qu'avaient observe de precedentes experiences. Ces resultats confirment la complexite des mecanismes d'acceleration des particules responsables du rayonnement gamma observe, et des structures du champ magnetique solaire auxquelles ils sont lies