Etude des sursauts gamma cosmiques détectes par la mission SVOM // Investigating the nature of Gamma-Ray Bursts with SVOM

Les sursauts gamma cosmiques (GRBs) sont des bref (0.1-100 s) éclairs de photons gamma qui apparaissent de façon imprévisible sur toute la voûte céleste. Bien que découverts à la fin des années 1960, ils sont restés mystérieux jusqu'à la fin des années 1990 à cause de leur nature furtive. Ce n'est que grâce aux observations du satellite BepppSAX à la fin des années 1990 et surtout à celles du satellite Swift à partir des années 2000, que le mystère de la nature de ces sources à pu être percé.
En fait il s'agit d'émissions liées d'une part aux phases finales d'une étoile très massive (30-50 fois la masse su Soleil) pour les sursaut longs (>2 s) et de l'autre à la coalescence de deux objets compacts (typiquement deux étoiles à neutrons) pour les sursauts courts (< 2s). Dans tous les cas il y a création d'un jet de matière relativiste qui est à l'origine de l'émission gamma et dans les autres bandes d'énergie. Si ce puissant jet est pointé vers la terre on peut observer les sursauts gamma jusqu'à des distances très élevées (z~9.1) ce qui correspond à un age très jeune de notre Univers (~500 Myr).
SVOM est une mission satellitaire franco-chinoise dédiée à l'etude des sursauts gamma, qui a été lancée avec succès le 22 juin 2024 et dans laquelle le CEA/Irfu/DAp est fortement impliqué. Le sujet de thèse se propose d'exploiter les données multi-longueur d'onde de la charge utile de SVOM et des télescopes partenaires pour mieux étudier la nature des sursauts gamma et en particulier d'utiliser les données du telescope à rayons X MXT, pour mieux contraindre la nature de l'objet compact qui est la source des jets relativistes, qui sont à l'origine des émissions observées.
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Gamma-Ray Bursts are short lived (0.1-100 s) gamma-ray transient sources that appear randomly on the entire sky. Even if they have been discovered at the end of the 1960s, their nature remained mysterious until the end of the 1990s. It is only thanks to the observations of the BeppoSAX satellite at the end of the last century and especially thanks to the observations of the Swift satellite starting from 2004, that the mysterious nature of GRBs started to be elucidated.
These emissions are related to the final stages of very massive stars (30-50 times the mass of the Sun) for the long GRBs (<2 s) or to the merger of two compact objects (typically two neutron stars) for the short GRBs (< 2s). In either case there is the creation of a powerful relativistic jet, which is at the origin of the electromagnetic emission that is measure in gamma-rays and in other energy bands. If this jet points towards the Earth, GRBs can be detected up to very long distances (z~9.1) corresponding to a young age of the Universe (~500 Myr).
Svom is a sino-french space mission dedicated to GRBs, which has been successfully launched on June 22nd 2024, and in which CEA/Irfu/DAp is deeply involved. The PHD subject is aimed at exploiting the multi-wavelength data of SVOM and its partner telescopes in order to investigate the nature of GRBs, and in particular to make use of X-ray data from the MXT telescope in order to try to constrain the nature of the compact object which is at the origin of the relativistic jets.
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Pôle fr : Direction de la Recherche Fondamentale
Département : Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’univers
Service : Direction d’Astrophysique
Laboratoire : Laboratoire d’Etudes des Phénomènes Cosmiques de Haute Energie
Date de début souhaitée : 01-10-2025
Ecole doctorale : Astronomie et Astrophysique d’Île de France (ED A&A)
Directeur de thèse : GOTZ Diego
Organisme : CEA
Laboratoire : DRF/IRFU/DAp

Public/private mixed funding

Pôle fr : Direction de la Recherche Fondamentale
Département : Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’univers
Service : Direction d’Astrophysique

Master 2 en Astrophysique ou équivalent