L'annihilation des positrons galactiques : analyse et interprétation des données INTEGRAL

The Galactic 511 keV line : analysis and interpretation of INTEGRAL observations

• Auteur / Autrice : Vincent Lonjou
• Direction : Peter von Ballmoos, Jean-Pierre Roques
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Astrophysique des hautes énergies
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spectromètres

Physique des hautes énergies

Spectrométrie gamma

Positons -- Annihilation

Mots clés libres

Astrophysique nucléaire

Instrumentation

Rayonnement gamma

Integral

Traitement de données

511 keV

Annihilation

Positron

Résumé

L'origine des positrons galactiques reste un des sujets les plus controversés de l'Astrophysique des hautes énergies depuis la découverte de la raie d'annihilation électron-positron en provenance du centre galactique à la fin des années 1970. L'étude de la raie d'annihilation à 511 keV est actuellement un des objectifs majeurs de SPI : le spectromètre d'INTEGRAL. Cette thèse s'ouvre sur l'étude de la partie centrale de SPI: son plan de détection. La procédure de calibration en énergie ainsi que l'étude de la dégradation des détecteurs sont reportées. Par la suite, une étude approfondie du bruit de fond instrumental permet d'utiliser SPI dans les meilleures conditions. Le traitement des données aboutit alors à des cartes du ciel et des spectres avec une précision inégalée. Pour finir, les contributions des diverses sources potentielles de positrons galactiques sont confrontées aux résultats obtenus.

Ever since the discovery of the 511 keV annihilation line emission from the Galactic center region in the late seventies, the origin of Galactic positrons has been the topic of a lively scientific debate. It is also one of the prime scientific objectives of the imaging spectrometer SPI on board ESA's INTEGRAL observatory. In this thesis first a description of the most important SPI sub-system is given - the detector plane. Procedures for detector energy calibration and detector degradation analysis are developed. The determination of instrumental background models, a crucial aspect of data analysis, is elaborated. These background models are then applied to deriving sky maps and spectra of unprecedented quality of the Galactic positron annihilation radiation. Finally, the implications of these observations for the production of positrons by various Galactic populations are discussed.