Institut de recherche sur les lois fondamentales de l'Univers

La région centre de la Voie Lactée est une région très complexe en rayons gamma de très haute énergie (THE, E>100 GeV). Parmi les sources gamma de THE se trouvent le trou noir supermassif Sagittarius A* au cœur de la Galaxie, des vestiges de supernovae et des nébuleuses à vents de pulsars. L'émission diffuse détectée dans la plage en énergie du TeV a permis de détecter le premier Pevatron Galactique - un accélérateur cosmique jusqu'à des énergies du PeV. Dans la plage en énergie de quelques dizaines de GeV, la région du Centre Galactique abrite la base de bulles de Fermi - structures bipolaires s'étendant spatialement sur des dizaines de degrés, en lien possible avec une période d'activité passée de Sagittarius A*. Au-delà de l'astrophysique complexe de THE, la région du Centre Galactique devrait être la source la plus brillante d'annihilations de particules de matière noire en rayons gamma de THE. 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 quels dizaines de GeV à plusieurs dizaines de TeV. L'observation de la région du Centre Galactique est l'un des programmes d'observation prioritaires mené par H.E.S.S. Les observations avec quatre télescopes 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 travail proposé se concentrera sur l'analyse et l'interprétation des observations H.E.S.S. conduites dans le cadre du balayage de la région du Centre Galactique avec les cinq télescopes. Dans une première partie, l'étudiant caractérisera les propriétés spectrales et spatiales de l'émission diffuse au TeV. Elle/il développera une méthode d'analyse novatrice pour la recherche de nouvelle émission diffuse en lien possible avec l'activité du trou noir Sagittarius A* en utilisant un technique d'ajustement multi-composante. La troisième partie sera dédiée à la recherche de matière noire dans la région du Centre Galactique et dans les galaxies naines satellites de la Voie Lactée. L'étudiant sera amené à prendre part à la prise de données avec les télescopes H.E.S.S. en direction de ces objets et participera aux perspectives de détection de la matière noire avec le prochain observatoire de rayons gamma au sol CTA.