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SVOM/ECLAIRs, étalonnage du détecteur et détection des sources transitoires de rayons X-durs dans l’univers local

Description

La thèse proposée vise à étalonner le modèle de vol de l’imageur spatial X-dur SVOM/ECLAIRs et à étudier ses performances pour la détection des sources transitoires de rayons X-durs dans l'univers local (z<0.2 ou D<1Gpc). L'intérêt pour ces phénomènes a récemment été renforcé par la découverte d’une fusion de deux étoiles à neutrons qui a produit à la fois une courte salve de rayons gamma, appelée GRB 170817, et un signal transitoire d’ondes gravitationnelles, appelé GW 170817 (Abbott et al. 2017a,b).

SVOM/ECLAIRs est un imageur X-dur à masque codé qui sera embarqué sur le satellite franco-chinois SVOM (Space-based Variable astronomical Objects Monitor) lancé en 2021 (Wei et al. 2016). L'instrument utilise un grand plan de détection (~1000 cm2) constitué de 6400 détecteurs semi-conducteurs en CdTe, qui regarde le ciel à travers un masque codé (cf. Godet et al. 2014). Le masque projette son ombre sur les détecteurs, permettant ainsi la reconstruction des images du ciel à bord. Le plan de détection de ECLAIRs est actuellement en construction à l'IRAP, et le modèle de vol sera achevée quelques mois après le début du doctorat, ce qui permettra la caractérisation détaillée de la réponse angulaire et énergétique des 6400 détecteurs. Après son achèvement à l'IRAP, le plan de détection sera intégré dans l'instrument au CNES, et livré en Chine pour un lancement fin 2021.

Au sein de l'équipe scientifique en charge de l'instrument, l'étudiante ou l’étudiant contribuera de manière significative à la caractérisation détaillée des détecteurs. Ce travail sera basé sur des mesures effectuées avec le plan de détection installé dans une chambre à vide, éclairé par différentes sources de rayons X (l'étudiante ou l’étudiant ne manipulera pas les sources de rayons X). Le travail comprendra des analyses détaillées des mesures, la simulation de la réponse du plan de détection et la construction des matrices de réponses et des tableaux de configuration à utiliser en vol. L'étudiante ou l’étudiant participera également à la mise en service de l'instrument après son lancement, ayant ainsi l'occasion unique de travailler sur la caractérisation de l'instrument avant et après son lancement dans l'espace.

Dans une deuxième phase de la thèse, l'étudiante ou l’étudiant utilisera les matrices de réponse pour évaluer la sensibilité de SVOM/ECLAIRs à des populations sélectionnées de sources transitoires de rayons X dans l’univers local (typiquement ≤1 Gpc, http://www.atlasoftheuniverse.com/index.html ). Ces populations sont d'un grand intérêt puisqu'elles sont à la portée des détecteurs d'ondes gravitationnelles et des détecteurs de neutrinos. L’étudiante ou l’étudiant sera ainsi amené à caractériser les types d’activité autour de trous noirs ou d’étoiles à neutrons qui peuvent amener à l’émission transitoire de rayons X-durs, et à évaluer la sensibilité de SVOM/ECLAIR à ces événements et leur taux de détection respectif. Ce faisant il ou elle précisera le rôle de SVOM dans l'étude des explosions cosmiques dans l'univers local. A terme, il ou elle pourrait proposer des stratégies optimisées pour la détection de populations sélectionnées.


Le doctorant ou la doctorante doit avoir des connaissances en astrophysique, instrumentation et détecteurs, et être familier avec la programmation en Python. Au cours du doctorat, il ou elle acquerra une bonne connaissance de l'instrumentation à haute énergie et des contraintes auxquelles font face les instruments spatiaux, ainsi qu'une compréhension détaillée des phénomènes cosmiques à haute énergie. Ce doctorat donnera à l'étudiante ou l’étudiant sélectionné l'opportunité de travailler dans une collaboration internationale très dynamique. Après ce doctorat, il ou elle sera en bonne position pour postuler à un post-doctorat en astronomie ou pour chercher un poste d'ingénieur dans l'industrie spatiale.

Desired profile

Candidat issu d'un master d'astrophysique ou de physique ou d'une école d'ingénieur avec une spécialisation en physique.

Structure description
Host laboratory : IRAP, toulouse
PhD/research supervisor : ATTEIA Jean-Luc
Email of PhD/research supervisor : jean-luc.atteia@irap.omp.eu
Offer CNES supervisor : LAUDET Philippe

Pour postuler à cette offre, nous vous invitons à vous rapprocher du directeur/rice de thèse et compléter avec son aide la partie cofinancement  du formulaire en ligne (Répondre à l’offre)  pour le 1er avril 2019.

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