Évènements explosifs dans le ciel transitoire

Explosive events in the transient sky

• Auteur / Autrice : Alan Loh
• Direction : Stéphane Corbel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'Univers. Astrophysique
• Date : Soutenance le 30/09/2016
• Etablissement(s) : Sorbonne Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la terre et de l'environnement et physique de l'univers (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Astrophysique Instrumentation Modélisation (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2005-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université Paris Diderot - Paris 7 (1970-2019)
• Jury : Président / Présidente : Étienne Parizot
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Stéphane Corbel, Étienne Parizot, Jörn Wilms, Jürgen Knödlseder, Guillaume Dubus, Lucas Guillemot, Mickaël Coriat
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jörn Wilms, Jürgen Knödlseder

Mots clés

Mots clés contrôlés

Jets (astrophysique)

Accrétion (astrophysique)

Astronomie gamma

Radioastronomie

Noyaux actifs de galaxies

Microquasars

Trous noirs (astronomie)

Mots clés libres

Systèmes binaires X

V404 Cygni

X-ray binaries

V404 Cyg

Résumé

Les phénomènes d’accrétion et d’éjection se retrouvent au sein d’une grande diversité d’objets astrophysiques : des étoiles en formation jusqu’aux noyaux actifs de galaxies (AGNs). Les microquasars sont composés d’un objet compact de masse stellaire, accrétant la matière d’une étoile compagnon et partageant de nombreuses propriétés avec les AGNs. Ils représentent des environnements idéaux pour l’étude du couplage accrétion/éjection du fait de la proximité des systèmes, des niveaux de luminosité atteints et des temps caractéristiques d’évolution relativement courts.Leur émission gamma de haute énergie (HE) demeure cependant peu contrainte. Nous nous attachons ici à caractériser ce rayonnement avec le télescope spatial Fermi/LAT dans les microquasars et tentons de le mettre en évidence pour d’autres classes de binaires afin de déterminer les conditions nécessaires à la production d’une telle émission. Le satellite Fermi surveille continûment le ciel gamma et est idéal pour l’étude des phénomènes transitoires. Nous avons notamment recherché une émission HE à la suite d’une éruption stellaire exceptionnelle de l’étoile double DG CVn, cependant, l’excès HE éventuellement repéré semble associé à l’activité d’un AGN en arrière-plan. Nous nous sommes également intéressés à la variable cataclysmique SS Cyg dont les sursauts périodiques sont associés à la formation de jets relativistes. Après 26 ans de quiescence, le microquasar V404 Cyg de faible masse s’est réveillé lors d’une éruption spectaculaire. Les études avec Fermi/LAT que nous avons dirigées ont conduit pour la première fois à la détection de V404 Cyg en rayons gamma HE.Les observations radio effectuées avec le VLA de V404 Cyg, alors en quiescence, nous permettent de dévoiler la variabilité du jet à courte échelle temporelle ainsi que le maintien du couplage accrétion/éjection à basse luminosité. Pour finir, nous détaillons les résultats d’une campagne d’observations simultanées radio/rayons X du candidat trou noir GRS 1739−278. Des transitions d’état à faible luminosité sont observées lors de deux courts sursauts successifs, rarement mis en évidence dans les microquasars. Nous discutons l’origine physique de ce comportement en contraste avec ses précédentes éruptions

Accretion and ejection phenomena are encountered in a vast diversity of astrophysical objects: from star formation to active galactic nuclei (AGNs). Microquasars consist of a stellar-mass compact object, which is accreting matter from a companion star and sharing several physical properties with AGNs. They represent ideal laboratories for the study of accretion/ejection coupling due to their proximity, their high luminosity levels and their short evolution time scales.Their high energy gamma-ray emission (HE) remains poorly constrained. We intend here to characterize the HE radiation of microquasars with the Fermi/LAT space teles- cope and try to detect it originating from other binary classes in order to determine the required conditions for HE emission. The Fermi satellite operates in a sky survey mode which enables transient phenomenon studies. We have searched for HE emission after an exceptional stellar flare from the binary star DG CVn. However, the located emission excess around DG CVn seems to be associated with a background AGN activity. We have also considered the cataclysmic variable SS Cyg whose periodic outbursts are associated with relativistic jets. After 26 years in quiescence, the low-mass microquasar V404 Cyg awoke during a spectacular outburst. The Fermi/LAT studies that we conducted led to the first HE gamma-ray detection of V404 Cyg.The V404 Cyg radio observations with the VLA allow us to highlight the jet variability at short time scales in quiescence as well as the continuation of the accretion/ejection coupling at low luminosity. Finally, we detail the results of a simultaneous radio/X-rays observation campaign on the black hole candidate GRS 1739−278. Low luminosity state transitions are observed during two successive short outbursts, that are rarely seen in microquasars. We discuss the physical origin of this behaviour contrasting with its previous outbursts