Julia de Assis Scarpin soutient sa thèse

Julia de Assis Scarpin soutient sa thèse le lundi 12 octobre 2026 dans l’amphi 3 du BEM.

Emission Gamma de Très Haute Énergie des Radio-Galaxies Sélectionnées avec H.E.S.S.

Les observations de rayons gamma de très haute énergie (VHE) permettent d’étudier les particules relativistes et les processus non thermiques dans les noyaux actifs de galaxies (AGN) et leur environnement. À ces énergies, des particules atteignent des énergies difficiles à étudier par d’autres moyens. Des télescopes Cherenkov imageurs atmosphériques (IACTs), tels que le réseau H.E.S.S., sont donc nécessaires pour étudier la partie à plus haute énergie des distributions de particules astrophysiques.

La première partie de cette thèse porte sur le traitement de la transparence atmosphérique dans les données de H.E.S.S. Le coefficient de transparence Cherenkov (CTC) décrit la transparence de l’atmosphère à partir du taux de déclenchement des rayons cosmiques, tout en tenant compte des variations de la réponse optique et instrumentale des télescopes.
Le reste de la thèse porte sur l’aspect astrophysique de H.E.S.S., avec une attention particulière aux radiogalaxies. La première source étudiée est M 87, où nous avons recherché un lien entre la structure radio du jet interne et l’activité à haute énergie. Des observations VLBI ont été comparées à la courbe de lumière gamma. Les résultats suggèrent un lien possible, sans toutefois permettre d’établir une correspondance directe entre les structures radio et les événements gamma.

La principale source étudiée est PKS 0625–354. Cette radio galaxie a montré d’importantes variations de son émission à haute énergie, avec une période d’une dizaine d’années de faible activité, suivie de quatre ans de haute activité, puis d’une nouvelle période de faible activité aux plus hautes énergies (E > 2.5 eV). L’évolution de ces états est étudiée à travers leurs spectres multi-bandes afin de déterminer si les variations proviennent de changements dans la population de particules, dans la région émettrice, ou des deux. La transition vers l’état de haute activité implique principalement des changements dans la population d’électrons et les propriétés de la région émettrice. Le spectre suivant cet état est mieux décrit par un modèle à deux zones, où les deux régions contribuent différemment aux émissions synchrotron et Compton inverse. Ce scénario constitue une interprétation possible du comportement à long terme de la source, sans toutefois déterminer de manière unique l’évolution du jet.

Les dernières sources étudiées sont Pictor A et Fornax A. Pictor A est détectée des longueurs d’onde radio jusqu’à la gamme des GeV. Les émissions de son jet et de son hotspot en rayons X indiquent que l’accélération des particules se poursuit au-delà du noyau. Les différentes méthodes d’analyse H.E.S.S. ne donnent aucun excès significatif, et la courbe de lumière ne montre pas de variabilité significative. Une analyse conjointe Fermi-LAT–H.E.S.S. permettrait de mieux contraindre le spectre entre les énergies du GeV et du TeV.

Les deux grands lobes radio de Fornax A sont bien résolus en radio et en rayons X et sont associés à des populations de particules relativistes issues de périodes antérieures d’activité du jet. L’émission X peut être expliquée par la diffusion Compton inverse des photons du CMB par les électrons radio, tandis que l’émission gamma peut nécessiter des populations supplémentaires ou des contributions hadroniques. Différents modèles de source sont testés dans l’analyse VHE. Aucun ne donne d’excès significatif, bien que les limites supérieures dépendent du modèle considéré.