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Astronomie gamma de haute énergie

Astronomie gamma de haute énergie

Le groupe Astronomie gamma de haute énergie du DPhP étudie les phénomènes les plus extrêmes de l’Univers. Ces sources peuvent être le voisinage d’objets compacts tels que trous noirs et étoiles à neutrons ou des structures cosmiques denses où des particules de matière noire pourraient s’annihiler. Le groupe utilise des télescopes Cherenkov au sol pour analyser les gerbes atmosphériques produites par des photons gamma très énergétiques, notamment au sein du réseau H.E.S.S., tout en participant à la construction des caméras NectarCAM et des miroirs pour le futur observatoire CTAO.

Crédit : Irfu

Au sein de H.E.S.S., le DPhP travaille sur plusieurs thématiques majeures, dont la physique fondamentale, les relevés (galactique et extragalactique), la variabilité temporelle, la recherche de contreparties de haute énergie aux sursauts gamma (voir l’astrophysique multimessagers) . Le groupe contribue aux recherches de particules de matière noire massive (WIMPs), en analysant la source centrale et son environnement, mais aussi les galaxies naines satellites ou irrégulières et les amas de galaxies. D’autres candidats pour expliquer la matière noire, les trous noirs primordiaux, ont été recherchés par le sursaut qui signerait la fin de leur évaporation.

Le groupe a eu un rôle important dans le relevé galactique, extragalactique et du centre galactique (CG). Le CG est une région complexe, riche en accélérateurs cosmiques (Sagittarius A*, supernovæ, pulsars) et en phénomènes encore inexpliqués, comme les bulles de Fermi. L’expertise sur la détection indirecte de matière noire a permis au groupe de contribuer fortement au programme scientifique de CTAO, notamment à la rédaction du volet « Dark Matter Program ».

CTAO, futur réseau de télescopes couvrant 20 GeV à 300 TeV, sera déployé aux Canaries et au Chili. L’IRFU assure la responsabilité scientifique et technique des caméras NectarCAM pour les télescopes moyens (réflecteur de 12 m) et du développement des miroirs pour ces mêmes télescopes. Les NectarCAM, composées de 265 modules à photomultiplicateurs et dotées d’un large champ de vue, sont assemblées et testées à Saclay. Les miroirs segmentés, eux aussi conçus à l’IRFU, sont caractérisés individuellement pour garantir leurs performances optiques avant installation.

Contact : Jean-François Glicenstein

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