RECHERCHES D'EMISSION DIFFUSES EN RAYONS GAMMA DE TRES HAUTE ENERGIE ET PHYSIQUE FONDAMENTALE A[...]

Description du sujet de thèse

Les observations en rayons gamma de très hautes énergies (THE, E>100 GeV) sont cruciales pour la compréhension des phénomènes non-thermiques les plus violents à l'œuvre dans l'Univers. La région centre de la Voie Lactée est une région complexe et active en rayons gamma de THE. Parmi les sources gamma de THE se trouvent le trou noir supermassif Sagittarius A* au cœur de la Galaxie, des vestiges de supernova ou encore des régions de formation d’étoiles. Le centre galactique abrite un accélérateur de rayons cosmiques jusqu’à des énergies du PeV, des émissions diffuses du GeV au TeV dont le " Galactic Center Excess " (GCE) dont l’origine est encore inconnue, de potentielles sources variables au TeV, ainsi que possibles populations de sources non encore résolues (pulsars millisecondes, trous noirs de masses intermédiaires). Le CG devrait être la source la plus brillante d’annihilations de particules massives de matière noire de type WIMPs. Des candidats matière noire plus légers, les particules de type axions (ALP), pourraient se convertir en photons, et vice‑versa, dans les champs magnétiques laissant une empreinte d’oscillation dans les spectres gamma de noyaux actifs de galaxies (AGN).

L’observatoire H.E.S.S. situé en Namibie est composé de cinq télescopes imageurs à effet Cherenkov atmosphérique. Il est conçu pour détecter des rayons gamma de quelques dizaines de GeV à plusieurs dizaines de TeV. La région du Centre Galactique est observée par H.E.S.S. depuis vingt ans. Ces observations ont permis de détecter le premier Pevatron Galactique et de poser les contraintes les plus fortes à ce jour sur la section efficace d’annihilation de particules de matière noire dans la plage en masse du TeV. Le futur observatoire CTA sera déployé sur deux sites, l’un à La Palma et l’autre au Chili. Ce dernier composé de plus de 50 télescopes permettra d’obtenir un balayage sans précédent de la région sur Centre Galactique.

Le travail proposé portera sur l’analyse et l’interprétation des observations H.E.S.S. conduites dans la région du Centre Galactique pour la recherche d’émission diffuse (populations de sources non résolues, matière noire massive) ainsi que des observations menées vers une sélection de noyaux actifs de galaxie pour la recherche d’ALPs constituant la matière noire. Ces nouveaux cadres d’analyses seront implémentés pour les analyses CTA à venir. Une implication dans la commissioning des premiers MSTs au Chili ainsi que dans l’analyse des premières données scientifiques sont attendues.

Université / école doctorale

PHENIICS (PHENIICS)

Paris‑Saclay

Site

Saclay

Critères candidat

Formation recommandée

Master 2, Ecole d’ingénieur

Disponibilité du poste

01/10/2026

Personne à contacter par le candidat

MOULIN Emmanuel

CEA

DRF/IRFU/DPhP/GAP

CEA Saclay

DRF/Irfu/DPhP

Bâtiment 141, Pièce 149A

91191 Gif‑sur‑Yvette

01 69 08 29 60

Tuteur / Responsable de thèse

MOULIN Emmanuel

CEA

DRF/IRFU/DPhP/GAP

CEA Saclay

DRF/Irfu/DPhP

Bâtiment 141, Pièce 149A

91191 Gif‑sur‑Yvette

01 69 08 29 60