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Thèse soutenue

Simulations de la caméra d'imagerie grand champ d'éclairs : modélisation des régions internes des noyaux actifs de galaxies

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Auteur / Autrice : Olivier Godet
Direction : Didier Barret
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Astrophysique
Date : Soutenance en 2005
Etablissement(s) : Toulouse 3

Résumé

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La premie§re partie de cette the§se est centre§e sur la mission ECLAIRs, de§die§e a§ l'e§tude de l'e§mission prompte multi-longueurs d'onde des sursauts. Les performances de la came§ra X ⇋đ d'imagerie grand champ d'ECLAIRs sont estime§es par des simulations Monte-Carlo. La sensibilite§ de de§tection des sursauts de§pend principalement du bruit de fond sur la came§ra. En prenant en compte les principales composantes de l'environnement spatial (le diffus X extragalactique, les protons du rayonnement cosmique et atmosphe§riques, les neutrons atmosphe§riques, et les photons X-⇋đ de l'albe§do terrestre) pour une orbite d'ECLAIRs a§ 600 km d'altitude et a§ 20o d'inclinaison, le bruit de fond dans la bande d'imagerie de 4 a§ 50 keV est estime§ a§ 7,1 coups cm-2 s-1. La sensibilite§ limite pour un seuil de de§tection de 5,5 ≥ des fluctuations du bruit de fond est estime§e a§ 530 milli Crabe sur une seconde d'inte§gration dans la bande d'e§nergie de 4 a§ 50 keV. Compte tenu des niveaux de bruit de fond, le taux de sursauts de§tectables par an, dans la bande 4-300 keV, est estime§ entre 50 et 90 sursauts suivant la durete§ du sursaut. Pour un e§chantillon d'une centaine de sursauts de§tecte§s, 47% seront localise§s a§ mieux que 10 minutes d'arc et 61% a§ mieux 20 minutes d'arc pour un temps d'inte§gration de 1,024 secondes. Par ailleurs, avec un champ de vue de 105o x 105o et une sensibilite§ limite de 10 milli Crabe sur 10 h d'inte§gration dans la bande 20-200 keV et 3 milli Crabe dans la bande 4-10 keV, la came§ra X-⇋đ fera e§galement un balayage de la sphe§re ce§leste, a§ la recherche de noyaux actifs de galaxies, de novae X, et de Soft Gamma Repeaters. Dans la seconde partie de cette the§se, nous nous inte§ressons a§ l'apport du code de photo-ionisation, Titan, dans l'interpre§tation des spectres de haute re§solution des noyaux actifs de galaxies (NAG), obtenus en X avec les satellites XMM-Newton et Chandra. Nous montrons que les formalismes approche§s utilise§s pour re§soudre le transfert radiatif induisent des interpre§tations impre§cises des spectres des NAG en X, car les flux de raies calcule§es (notamment les raies de re§sonance) sont syste§matiquement surestime§s par 30% pour des milieux avec une densite§ de colonne totale CD < 1021 cm-2 a§ un ordre de grandeur pour des milieux avec CD > 1024 cm-2. A partir d'une e§tude the§orique du triplet de raies des ions he§liumoi§˜des, nous mettons e§galement en e§vidence un jeu de diagnostics spectroscopiques. Ces diagnostics permettent de de§terminer la densite§, la densite§ de colonne totale et le parame§tre d'ionisation des milieux photo-ionise§s observe§s, a§ partir de la mesure des flux de raies et de la tempe§rature des continus de recombinaison radiative.