Study of the spectro-temporal variability of the PKS 2155-304 active galactic nucleus
Candidature avant le
08/05/2020
Durée
3 mois
Poursuite possible en thèse
oui
Contact
BRUN François
+33 1 69 08 32 47
Autre lien
Résumé/Summary
Le but du stage est de développer une nouvelle méthode d'analyse de données pour caractériser la variabilité simultanée temporelle et spectrale du noyaux actif de galaxie PKS 2155-304 vue par le réseau H.E.S.S. de télescopes Cherenkov.
The goal of the internship is to develop a new data analysis method to characterize the simultaneous temporal and spectral variability of the active galaxy nucleus PKS 2155-304 as seen by the H.E.S.S. array of Cherenkov telescopes.
Sujet détaillé/Full description
H.E.S.S. est un réseau de télescopes Tcherenkov pour l’astronomie gamma de très haute énergie situé en Namibie. Cet instrument détecte des photons gamma d'énergie supérieure à quelques dizaines de GeV et permet d'étudier les processus d’accélération au sein d’objets aussi variés que les vestiges de supernova ou les noyaux actifs de galaxies. Par ce biais, H.E.S.S. vise notamment à répondre à la question centennaire de l'origine des rayons cosmiques.
Dans cette optique, les phénomènes transitoires sont particulièrement intéressants. L'étude des émissions variables (transitoires ou périodiques), que ce soit en direction du Centre Galactique ou de noyaux actifs de galaxies (AGN) lointains permet de mieux comprendre les processus d'émissions à l'œuvre au sein de ces sources, de caractériser le milieu dans lequel les photons se propagent mais également de tester la validité de certaines lois physiques fondamentales comme l’invariance de Lorentz.
Le sujet de stage proposé ici porte sur l'étude de la variabilité du noyaux actif de Galaxie PKS 2155-304. Cette source, présente des variations extrêmes de flux au TeV sur des échelles de temps très courtes (~ 1 minute) qui permettent d'envisager des études temps-fréquence pour tester l'invariance de Lorentz. Le but du stage est de développer une nouvelle méthode d'analyse de données pour caractériser la variabilité simultanée temporelle et spectrale de cette source de photons gamma de très haute énergie. Si le travail se poursuit en thèse, il pourra être étendu à d'autres sources et à l'étude de l'ensemble des données du plan Galactique.
---
Bibliographie :
[1] VHE gamma-ray emission of PKS 2155-304 : spectral and temporal variability, Collaboration H.E.S.S., Astronomy & Astrophysics (2010)
[2] Search for Lorentz invariance breaking with a likelihood fit of the PKS 2155-304 flare data taken on MJD 53944, Collaboration H.E.S.S., Astroparticle Physics (2011)
[3] The 2012 flare of PG 1553+113 seen with H.E.S.S. and Fermi-LAT: Constraints on the source redshift and Lorentz invariance violation, Collaborations H.E.S.S. et Fermi, Astrophysical Journal (2015)
Dans cette optique, les phénomènes transitoires sont particulièrement intéressants. L'étude des émissions variables (transitoires ou périodiques), que ce soit en direction du Centre Galactique ou de noyaux actifs de galaxies (AGN) lointains permet de mieux comprendre les processus d'émissions à l'œuvre au sein de ces sources, de caractériser le milieu dans lequel les photons se propagent mais également de tester la validité de certaines lois physiques fondamentales comme l’invariance de Lorentz.
Le sujet de stage proposé ici porte sur l'étude de la variabilité du noyaux actif de Galaxie PKS 2155-304. Cette source, présente des variations extrêmes de flux au TeV sur des échelles de temps très courtes (~ 1 minute) qui permettent d'envisager des études temps-fréquence pour tester l'invariance de Lorentz. Le but du stage est de développer une nouvelle méthode d'analyse de données pour caractériser la variabilité simultanée temporelle et spectrale de cette source de photons gamma de très haute énergie. Si le travail se poursuit en thèse, il pourra être étendu à d'autres sources et à l'étude de l'ensemble des données du plan Galactique.
---
Bibliographie :
[1] VHE gamma-ray emission of PKS 2155-304 : spectral and temporal variability, Collaboration H.E.S.S., Astronomy & Astrophysics (2010)
[2] Search for Lorentz invariance breaking with a likelihood fit of the PKS 2155-304 flare data taken on MJD 53944, Collaboration H.E.S.S., Astroparticle Physics (2011)
[3] The 2012 flare of PG 1553+113 seen with H.E.S.S. and Fermi-LAT: Constraints on the source redshift and Lorentz invariance violation, Collaborations H.E.S.S. et Fermi, Astrophysical Journal (2015)
H.E.S.S. is an array of imaging atmospheric Cherenkov telescopes for very high energy gamma astronomy located in Namibia. This instrument detects gamma-rays above a few tens of GeV that makes it possible to study the processes of charged particles acceleration within objects as diverse as supernova remnants or active galactic nuclei. Through this, H.E.S.S. aims in particular at answering the century-old question of the origin of cosmic rays.
In this context, transient phenomena are particularly interesting. The study of these variable emissions (transient or periodic), either towards the Galactic Center or active nuclei of galaxies (AGN) at cosmological distance allows for a better understanding of the emission processes at work in these sources. It also helps characterizing the medium in which the photons propagate and testing the validity of some fundamental physical laws such as Lorentz invariance.
The subject of the internship proposed here is the study of the variability of the active nuclei of Galaxie PKS 2155-304. This source shows extreme variations of its gamma-ray flux over short time scales (~ 1 minute) that allow to consider time-frequency studies to test Lorentz invariance. The aim of the internship is to develop a new data analysis method to characterize the simultaneous temporal and spectral variability of this very high energy gamma-ray source. The work could be extended in a PhD thesis to other sources and to the study all the data taken by H.E.S.S. along the Galactic plane.
---
Bibliography :
[1] VHE gamma-ray emission of PKS 2155-304 : spectral and temporal variability, Collaboration H.E.S.S., Astronomy & Astrophysics (2010)
[2] Search for Lorentz invariance breaking with a likelihood fit of the PKS 2155-304 flare data taken on MJD 53944, Collaboration H.E.S.S., Astroparticle Physics (2011)
[3] The 2012 flare of PG 1553+113 seen with H.E.S.S. and Fermi-LAT: Constraints on the source redshift and Lorentz invariance violation, Collaborations H.E.S.S. et Fermi, Astrophysical Journal (2015)
In this context, transient phenomena are particularly interesting. The study of these variable emissions (transient or periodic), either towards the Galactic Center or active nuclei of galaxies (AGN) at cosmological distance allows for a better understanding of the emission processes at work in these sources. It also helps characterizing the medium in which the photons propagate and testing the validity of some fundamental physical laws such as Lorentz invariance.
The subject of the internship proposed here is the study of the variability of the active nuclei of Galaxie PKS 2155-304. This source shows extreme variations of its gamma-ray flux over short time scales (~ 1 minute) that allow to consider time-frequency studies to test Lorentz invariance. The aim of the internship is to develop a new data analysis method to characterize the simultaneous temporal and spectral variability of this very high energy gamma-ray source. The work could be extended in a PhD thesis to other sources and to the study all the data taken by H.E.S.S. along the Galactic plane.
---
Bibliography :
[1] VHE gamma-ray emission of PKS 2155-304 : spectral and temporal variability, Collaboration H.E.S.S., Astronomy & Astrophysics (2010)
[2] Search for Lorentz invariance breaking with a likelihood fit of the PKS 2155-304 flare data taken on MJD 53944, Collaboration H.E.S.S., Astroparticle Physics (2011)
[3] The 2012 flare of PG 1553+113 seen with H.E.S.S. and Fermi-LAT: Constraints on the source redshift and Lorentz invariance violation, Collaborations H.E.S.S. et Fermi, Astrophysical Journal (2015)
Mots clés/Keywords
astroparticules, invariance de Lorentz, astronomie gamma de très haute énergie
astroparticles, Lorentz invariance, very high energy gamma-ray astronomy
Compétences/Skills
Analyse de données, outils statistiques
Data analysis, statistical tools
Logiciels
Python, C/C++, ROOT
