Astrophysique des sources de haute énergie des photons aux particules Pascal Coyle, Bernard Degrange, Philippe Goret, Isabelle Grenier, Dy-holm Koang, Etienne Parizot, Eric Plagnol, S.R.L, Tiina Suomijarvi, Sylvaine Turck-chiese, Pascal Vincent La Colle sur Loup, Octobre 2004 S. Rosier-Lees Journées de prospectives DAPNIA-IN2P3 LAPP, ANNECY

Introduction L’univers est le siège de phénomènes extrêmes Champs magnétiques et électriques intenses Températures extrêmes Champs intenses de gravité Source de production de particules de grande énergie (109 eV à 1021 eV) Nécessaire d’accroître les complémentarités des observations Sur la gamme d’énergie : Multi longueurs d’onde sur le type de particules : Astronomie Multi Messagers

Phénomènes extrêmes AGN Pulsar SNR Radio Galaxy GRB

Astronomie Multi messagers Comment sont ils produits ? quels mécanismes d’accélération possibles pour atteindre ces énergies ? Qui sont ils ? Les particules chargées (p,e) qui sont les particules primaires accélérées Les rayonnements  les  parfois les ondes gravitationnelles, les noyaux Accélérateur e,p Cible: Radiation et gaz autour de l’accélérateur e p ,

Astronomie Multi messagers Comment se propagent-ils? Champs magnétiques galactiques et extragalactiques (e,p) Perte de l’information sur la source sauf si Ultra Haute Energie Mesures de spectres en énergie seront utiles pour mieux modéliser La propagation des RC dans la galaxie ou extragalactiques Interaction avec les fonds IR,CMB (,chargés) e p g n e

Astronomie Multi messagers Objectifs scientifiques Fonctionnement des accélérateurs cosmiques Compréhension des mécanismes d’accrétion-éjection dans (AGN, Quasars, quasars, …) Environnement électromagnétique des pulsars Onde de choc des restes des supernovae Existe-t-il de nouveaux états de la matière ? Etoiles à neutrons, étoiles à quark Nouvelle physique Sonder la gravitation en champ extrême Recherche indirecte de matière noire Défauts topologiques

extra galaxies notre galaxie QUASAR MICROQUASAR 108 M 3 à 10 M extra galaxies notre galaxie >100 Mpc <20kpc ,  Cascade des particules dans les jets:origines leptoniques ou hadroniques ?

Sursauts Gamma(1) Deux classes: Afterglows sursauts Longs (~ 20 s) effondrement d’étoiles massives en trou noir sursauts courts(100ms-1s ), coalescence de système binaire étoiles à neutrons ou système étoile à neutron-trou noir? Afterglows Trou noir accrétant Éjection relativiste BeppoSax Rayons X +8 heures +3 jours

Sursauts Gamma(2) Source multi-messagers Liens avec la cosmologie INTEGRAL Source multi-messagers Grand facteur de Lorentz (>100) gamma de plus de 10 GeV protons de 1021 eV neutrinos de 1014 eV rayonnement gravitationnel (sursauts courts) Liens avec la cosmologie Les galaxies hôtes des sursauts gamma représentent un échantillon de galaxies à grand z Nécessite d’un système d’alerte (HETE-2,INTEGRAL) bientôt SWIFT

Recherche de matière noire indirecte Annihilations du neutralino le plus léger Flux dépendent de paramètres SUSY & Astrophysiques +    Z ,  (1st loop) Visibles via :e+, p,  , D,  prod  <v> 2/m2  g(propagation)

Mχ =80.3 GeV EGRET data Centre de la galaxie Sources extragalactiques A.Morselli, A. Lionetto, A. Cesarini, F. Fucito, P. Ullio, astro-ph/0211327, astro-ph/0305075 GLAST 2 ans de prises de données ,  : (Galprop) Centre de la galaxie Sources extragalactiques

 e+, p, D: Localement (~ système solaire) AMS 1 an AMS 1 an m  130.3 GeV  AMS 1 an

Stratégie Développer les instruments Avoir la plus grande acceptance détection des RC chargés détection des gamma détection des neutrinos Avoir la plus grande acceptance grande couverture du ciel, grande surface, grande gamme dynamique Etienne Parizot Philippe Goret Paschal Coyle

Discussion Discipline charnière Isabelle Grenier Eric Plagnol Discussion Discipline charnière Astrophysique Physique des particules Physique des plasmas et Astrophysique nucléaire Comment mettre en place ces recherches multi messagers ?

Rayons Chargés E-3 Du Gev à qq 100 geV Etienne Parizot Rayons Chargés Du Gev à qq 100 geV Ballons -> expériences satellites Knee E-3 > TeV: Télescopes aux sols

Astronomie Gamma Grande avance Philippe Goret Astronomie Gamma Grande avance Multi longueurs d’onde: spatial ( X,MeV,GeV) et terrestre (> 100 GeV) En pleine évolution avec les résultats de Hess au TeV Majeur d’optimiser les recouvrements en énergie entre télescopes terrestres et spatiaux (20-30 GeV) et de faire des observations simultanées

Astronomie Neutrino Plus récent Défi technologique très prometteur Paschal Coyle Astronomie Neutrino Plus récent Défi technologique très prometteur Important de couvrir tout le ciel et d’augmenter la surface de détection