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Enrico Fermi(1901 - 1954)
Nicolas Vilchez, CESR, Toulouse
Etude de la variabilité du ciel gamma avec le
telescope spatial Fermi
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La variabilité: motivations
SF2A/PCHE, Besançon 2009N.Vilchez, CESR
Pourquoi étudier la variabilité en gamma ? (1/2)
• Constat simple: le ciel gamma est variable ! (APJ,Nolan 2003)• Ci-dessous vue depuis le pole Nord galactique
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La variabilité: motivations
SF2A/PCHE, Besançon 2009N.Vilchez, CESR
Pourquoi étudier la variabilité en gamma ? (2/2)
• Informations sur la région d’émission:• taille • localisation
• Comprendre les phénomènes physiques• Contraindre la nature des sources variables grâce aux études:
• échelles temporelles• types de variabilité
• Classification des sources: • Blazars• Micro-Quasars• ??
• Recherche de corrélation radio pour identifier les sources.
4SF2A/PCHE, Besançon 2009SF2A/PCHE, Besançon 2009
EGRET, rappel historique
SF2A/PCHE, Besançon 2009N.Vilchez, CESR
La mission EGRET:
• Lançée en 1991, la mission a durée 9 ans.• Résolution angulaire: environ 1° • 271 sources détectées, moins de la moitié identifiées.• Fonctionnement en mode pointé:
• Impossibilité d’étudier la variabilité de manière systématique.
• Variabilité : 18 sources variables (APJ,Nolan 2003)
9 ans de données EGRET 1 an de données FERMI
5SF2A/PCHE, Besançon 2009SF2A/PCHE, Besançon 2009
FERMI: présentation
SF2A/PCHE, Besançon 2009N.Vilchez, CESR
Gamma-Ray Burst Monitor (GBM), 8 keV - 40 MeV
Large Area Telescope (LAT), 20 MeV - >300 GeV
1 orbite (1.5 h) 2 orbites (3 h)
Fermi scanne en 2 orbites l’intégralité du ciel: =>Etude systématique de la Variabilité possible !
http://fermi.gsfc.nasa.gov/ssc/data/access/lat/msl_lc/
Interaction avec 1 :• paire e+/e- dans le traker• Direction du incident• Energie déposée dans le calorimètre.
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Le ciel de 3 mois:
SF2A/PCHE, Besançon 2009N.Vilchez, CESR
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Catalogue BSL:
SF2A/PCHE, Besançon 2009N.Vilchez, CESR
Catalogue BSL (Bright Source List):• Basé sur 3 mois de données (444 sources ponctuelles)• Les sources les plus brillantes du ciel ( > 10): 205 sources• publication : http://heasarc.gsfc.nasa.gov/W3Browse/fermi/fermilbsl.html
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Associations BSL
SF2A/PCHE, Besançon 2009N.Vilchez, CESR
Attention: les associations se sont pas des identifications
Classe NombreRadio/X-ray pulsars 15LAT pulsars 14Globular clusters 1HMXB 2Nearby galaxies 1Flat Spectrum Radio Quasars 62BL Lac Objects 46Blazars of uncertain type 11Radio galaxies 2Special cases (under study) 13Unassociated 38 (18%)
119 (58%) blazars
29 (15%) pulsars
~50% basses latitudes (|b|<10°), ~50% hautes latitudes (|b|>10°)Pas d’associations avec LMXBs, starburst galaxies, amas de galaxies, Seyfert galaxies
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Variabilité BSL
SF2A/PCHE, Besançon 2009N.Vilchez, CESR
Variabilité (1/2):• Indice de variabilité V, défini comme un simple 2:
• Source variable si V>24.7 (99% de confiance) • 66 sources variables, principalement à hautes latitudes
10SF2A/PCHE, Besançon 2009N.Vilchez, CESR
Variabilité BSL
Variabilité BSL (2/2):• 3 mois de données • Echelle temporelle de 1 semaine.• Vela & Geminga stables avec une précision relative de 2%, erreur systématique estimée à 3% du flux moyen.
Courbe de lumière deGeminga
11SF2A/PCHE, Besançon 2009N.Vilchez, CESR
Variabilité BSLNouvelle étude de la variabilité:• Base de données: 9 mois & échelle de temps: 1 mois• V doit être supérieur à 20.09 pour 99 % de confiance
V= 24.7
V= 20.09
27 nouvelles sources variables,principalement à|b| > 10°
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Variabilité BSL
Definition d’un autre critère de variabilité: Test de Kolmogorov-Smirnov:
pulsar
blazar
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Variabilité BSL
Caractérisation du KS sur les mêmes données que le BSL:
KSlimit= 2.5
Vlimit= 24.7
14SF2A/PCHE, Besançon 2009N.Vilchez, CESR
Variabilité BSL Résultats de la nouvelles étude:
• 2 > 20.09:
• KS > 2.5• 4 sources variables avec le KS et non avec le 2
15SF2A/PCHE, Besançon 2009N.Vilchez, CESR
Variabilité BSL
Discussion sur ces 4 sources: Variable ?
16SF2A/PCHE, Besançon 2009N.Vilchez, CESR
Variabilité BSL
•Intérêt du KS par rapport au 2:
• 2 semble être suffisant
• KS apporte un plus pour qq sources,complémentarité des tests:
• 2 < 20.09 et KS > 2.5
• les sources à faible flux typiquement( 5.10-8 photons.cm-2.s-1)
• les sources « flarant » faiblement
Résultats de la nouvelles étude:
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PERSPECTIVES
SF2A/PCHE, Besançon 2009N.Vilchez, CESR
• Etendre l’étude sur de plus grand catalogues (9 mois ou 1 an)
• Chercher de nouveau indicateurs de variabilité
• Etudier les différents types de variabilité:• échelle de temps des « flares »• amplitude des « flares »
• Corrélation avec des données radio => Identification
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