Caractérisation de systèmes binaires galactiques par ondes gravitationnelles

Characterization of galactic binary systems by gravitational waves

• Auteur / Autrice : Aurore Blelly
• Direction : Hervé Moutarde
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Astroparticules et cosmologie
• Date : Soutenance le 06/07/2022
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Particules, hadrons, énergie et noyau : instrumentation, imagerie, cosmos et simulation (Orsay, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Département de physique des particules (Gif-sur-Yvette, Essonne) - Institut de recherche sur les lois fondamentales de l'Univers (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : référent : Université Paris-Saclay. Faculté des sciences d’Orsay (Essonne ; 2020-....)
• Partenaire(s) de recherche : graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Physique (2020-….)
• Jury : Président / Présidente : Eric Chassande-Mottin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pierre Chainais, Florent Robinet, Astrid Lamberts-Marcade
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Eric Chassande-Mottin, Pierre Chainais

Mots clés

Mots clés contrôlés

Représentation parcimonieuse

Reconstruction d'image

Étoiles doubles

Apprentissage automatique

Analyse des données

Observations manquantes (statistique)

Ondes gravitationnelles

Mots clés libres

Ondes gravitationnelles

Binaires galactiques

Modélisation parcimonieuse

Données manquantes

Inpainting

Représentations apprises

Auto-encodeur

Gravitational waves

Galactic binaries

Sparse modeling

Missing data

Inpainting

Learned representation

Auto-encoder

Résumé

Le futur observatoire spatial d’ondes gravitationnelles LISA ouvrira une nouvelle fenêtre pour la mesure des ondes gravitationnelles, permettant d’observer des sources difficilement visibles avec les observatoires terrestres actuels. Parmi ces sources, la détection des binaires galactiques promet une richesse d’informations sans précédent, mais soulève également plusieurs défis d’analyse de données. En particulier, le grand nombre de sources attendues et la présence à la fois de bruit et d’artefacts entachant les données nécessitent le développement de méthodes d’analyse robustes.Grâce à une modélisation simple des signaux recherchés, nous montrons qu’il est possible de détecter les signaux en présence de bruit et de les estimer. Nous expliquons ensuite comment ce modèle peut être utilisé pour atténuer efficacement l’impact des données manquantes sur l’analyse. Enfin, nous étudierons ce qu’un nouveau modèle appris peut apporter en termes de caractérisation du signal.

The forthcoming space-based gravitational wave observatory LISA will open a new window for the measurement of gravitational waves, making it possible to observe emitting systems hardly visible with the current Earth-based observatories. Among these sources, the detection of galactic binaries promises an unprecedented wealth of information about these systems, but also raises several challenges in signal processing. In particular the large number of expected sources and the presence of both complex instrumental noise and artifacts tainting the data call for the development of robust methods. Through simple modeling of the sought signals, we show that it is possible to detect them accurately in presence of instrumental noise and to recover the signals. We then explain how this model can be used to efficiently mitigate the impact of missing data on the analysis. Finally, we investigate what a new learning-based model can bring in terms of signal characterization.