Sujet de stage M2 Master 2 P3TMA, 2016-2017 Jean

Sujet de stage M2
Master 2 P3TMA, 2016-2017
Jean-Pierre Ernenwein ([email protected]) , groupe HESS-CTA
English version
The framework of this internship is the H.E.S.S. experiment (https://www.mpi-hd.mpg.de/hfm/HESS)
and the search for emission of -rays with E> 30 GeV by microquasars (binaries including a black
hole or a neutron star, and comprising jets resolved in radio wavelength). So far only Cygnus-X1
underwent such an emission, at 4.1 sigmas only, measured by the MAGIC telescopes. During the
internship a multi-wavelength approach of ten galactic microquasars will have to be performed : in the
RXTE, SWIFT, MAXI, FERMI, and HESS archive data the student will have to collect the
observation data for each of the microquasars, and derive light curves or flux limits, depending on the
wavelength domain. In particular, in X-rays, for which the observation of microquasars is positive,
specific observational diagrams (Hardness-Intensity Diagrams) will have to be built, characterizing the
different X-ray modes. Their interpretation in terms of the underlying physical phenomena will have to
be carried out on a bibliographical basis and historical flares will have to be placed in their context on
these diagrams in order to determine the most promising transitions for HESS observations which are
triggered on alerts from the other wavelengths. In particular, we are currently monitoring X-rays and
HE -rays (FERMI satellite) data to trigger observations with HESS, and this monitoring needs to be
improved by customizing it to the particularities of each object. The objects under study are: CircinusX1, GRS1915+105, Cygnus X-1, Cygnus X-3 (not visible by HESS but detected in HE -rays
-FERMI-), GRO J1655-40, GX 339-4, H1743-322 , V4641sgr, XTE J1550-564, SS433. The internship
lasts 4 months, in 2017, and may lead to a thesis project. An example of a publication on the subject is
available here: https://arxiv.org/abs/1607.04613
French version
Le cadre de ce stage est l’expérience H.E.S.S. (https://www.mpi-hd.mpg.de/hfm/HESS) et la
recherche d’émission de gammas d’énergie > 30 GeV par des microquasars (systèmes binaires
comprenant un trou noir ou une étoile à neutrons, et possédant des jets résolus en radio). A l’heure
actuelle seul Cygnus-X1 a montré une émission de ce type, à 4.1 sigmas seulement, mesurée par
l’expérience MAGIC. Durant le stage une approche multi-longueur d’onde d’une dizaine de
microquasars galactiques sera à mener: dans les données d’archive RXTE, SWIFT, MAXI, FERMI, et
HESS, l’étudiant devra réunir les données d’observation de chacun des microquasars, aboutissant à
des courbes de lumière ou limites selon la longueur d’onde. En particulier, en rayons X, pour lesquels
l’observation des microquasars est positive, des diagrammes observationnels spécifiques (HardnessIntensity Diagrams) seront à construire, caractérisant les différents régimes d’émission X. Leur
interprétation en termes de phénomènes physiques sous-jacents sera à mener sur des bases
bibliographiques, et les éruptions historiques seront à replacer dans leur contexte sur ces diagrammes,
afin de déterminer les transitions les plus prometteuses pour des observations HESS qui sont réalisées
sur alerte par les autres longueurs d’onde. En particulier nous réalisons actuellement un suivi des
données X et gamma HE (satellite FERMI) pour déclencher des alertes d’observation pour HESS, et
ce suivi doit être amélioré en l’adaptant aux particularités de chaque objet. Les objets concernés sont:
Circinus-X1, GRS1915+105, Cygnus X-1, Cygnus X-3 (non visible par HESS mais détecté en
gammas HE -FERMI-), GRO J1655-40, GX 339-4, H1743-322, V4641sgr, XTE J1550-564, SS433.Le
stage dure 4 mois, en 2017, et peut éventuellement déboucher sur une thèse.Un exemple de publication
réalisée sur le sujet est disponible ici : https://arxiv.org/abs/1607.04613