Spectroscopie résolue en phase de pulsars gamma milliseconde

• Auteur / Autrice : Nicolas Renault-Tinacci
• Direction : Isabelle Grenier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Astronomie et Astrophysique
• Date : Soutenance en 2014
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spectroscopie

Pulsars

Neutrons

Magnétosphère

Résumé

Le télescope gamma Fermi, lancé en Août 2008, a ouvert une nouvelle fenêtre dans la physique des pulsars. Presque la moitié des détections de sources gamma pulsées correspond à des étoiles à neutrons âgées ré-accélérées, les pulsars milliseconde. L'analyse spectrale des émissions pulsées est essentielle pour contraindre les modèles théoriques décrivant les processus d'accélération de particules dans la magnétosphère des pulsars. Cette thèse se concentre sur l'étude spectrale systématique de 25 pulsars gamma milliseconde dans la bande en énergie comprise entre 50 MeV et 170 GeV. En utilisant 60 mois de données, nous avons pu obtenir et caractériser les spectres de l'émission pulsée totale et dans différentes parties caractéristiques de la courbe de lumière. Nous nous sommes intéressés aux tendances globales pouvant exister entre les caractéristiques des étoiles à neutrons, telles que la luminosité de ralentissement et les propriétés spectrales de l'émission. Nous avons également étudié l'évolution des propriétés spectrales à travers la phase rotationnelle et leurs dépendances avec les paramètres morphologiques des courbes de lumière provenant d'une décomposition en composante morphologique des profils gamma pulsés. Ces analyses ont montré des tendances spectrales et énergétiques inédites. Nous avons comparé les résultats obtenus avec les prédictions théoriques et les observations antérieures. Nous avons discuté leurs implications sur l'origine des radiations dans les régions où la composante du champ électrique parallèle au champ magnétique est plus ou moins efficacement écrantée et sur les processus d'émission mis en jeu.

The Fermi gamma-ray telescope, launched in August 2008, has opened a new window in the pulsar physics. Hardly half of the pulsed source detections corresponds to old re-accelerated neutron stars, the millisecond pulsars. The spectral analysis of the pulsed emission is crucial to constrain the theorical models describing the particle acceleration processes in the pulsar magnetosphere. This thesis focus on the systematical spectral study of 25 millisecond gamma-ray pulsars in the energy band : 50 MeV — 170 GeV. With 60 months of observations, we obtained and characterized the spectra of the total emission and the emission in characteristic rotational phase intervals. We looked at the global trends that could exist between the neutron star characteristics such as the spin-down power and the emission spectral properties. We studied as well the evolution of the latter across the rotational phase and their dependence with the morphological parameters of the light curves provided by a decomposition in morphological components of the gamma-ray profiles. These analyses shown unprecendented spectral and energetic trends. We compared the obtained results with the theoretical predictions and the previous observations. We discussed their implications on the radiation origin in regions where the magnetic field parallel electric field component is more or less efficiently screened and on the emission processes taking place.