Thèse Etude des Sursauts Gamma à Haute Énergie avec Svom H/F - 34

Établissement : Université de Montpellier
École doctorale : I2S - Information, Structures, Systèmes
Laboratoire de recherche : LUPM - Laboratoire Univers et Particules Montpellier
Direction de la thèse : Frédéric PIRON ORCID 0000000168857156
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-05-04T23:59:59

La mission SVOM est principalement dédiée à l'étude des sursauts gamma (Gamma-Ray Bursts, GRBs), des phénomènes explosifs hautement énergétiques qui sont associés à des événements cataclysmiques (explosion d'une étoile massive ou coalescence d'objets compacts) conduisant à la formation de trous noirs de masse stellaire avec un jet ultra-relativiste. La phase dite prompte du GRB est une émission brève (de 0.01 s à quelques minutes), intense et variable de rayons X durs et de rayons gamma. Elle est suivie d'une phase de rémanence résultant de la décélaration du jet par le milieu environnant.

La thèse exploitera principalement les observations de GRBs par la caméra française à ouverture codée ECLAIRs (4-150 keV), qui détecte et localise les GRBs en temps réel, et par le GRM chinois (Gamma-Ray Monitor, 0,05-5 MeV), qui étend la couverture spectrale au domaine du MeV. Ensemble, ces deux instruments embarqués ont détecté plus de 200 GRBs depuis le lancement du satellite de SVOM le 22 juin 2024.

(1) Analyse de l'émission prompte des GRBs et interprétation physique dans le scénario synchrotron

Les mécanismes physiques responsables de l'émission prompte des sursauts gamma font encore l'objet de débat. Alors qu'une émission non thermique est attendue des électrons accélérés à haute énergie dans le jet, une émission quasi-thermique peut être produite près de la photosphère dans les jets faiblement magnétisés. Le.la doctorant.e analysera les observations par ECLAIRs et le GRM de la phase prompte des GRBs à l'aide de différents modèles d'émission synchrotron. Spécifiquement, il.elle développera une chaîne d'analyse complète pour tester l'hypothèse d'une origine synchrotron aux chocs internes de la composante non thermique dominante. Dans ce travail, la séparation des pulses d'émission marquant les différents épisodes d'accélération des électrons permettra de comparer correctement les spectres observés avec les prédictions théoriques. Cette étude utilisera l'échantillon le plus large possible, en se concentrant sur les GRBs les plus fluents afin d'atteindre la précision spectrale nécessaire pour distinguer les différents modèles.

Le.la doctorant.e recherchera également une composante quasi-thermique additionnelle dans les spectres des sursauts gamma. Le seuil bas de détection à 4 keV d'ECLAIRs est particulièrement adapté à l'étude de cette émission de rayons gamma mous, qui était/est difficile à réaliser à l'aide des instruments gamma spatiaux passés/existants, dont le seuil de détection est plus élevé (e.g., avec les missions Fermi et Swift).

(2) Opérations scientifiques

Plusieurs fois par mois, le.la doctorant.e sera d'astreinte en tant qu'Instrument Scientist (IS) au sein de l'ECLAIRs Instrument Center. En tant qu'expert des logiciels d'analyse des données ECLAIRs et GRM, l'IS valide les produits scientifiques officiels de haut niveau (courbes de lumière, durées d'émission, rapports de dureté, spectres à large bande, flux et fluences, décalages spectraux, luminosité et énergétique (si la distance est connue)). L'IS diffuse également les résultats préliminaires pour chaque GRB à la communauté mondiale via les circulaires du réseau GCN (General Coordinates Network) de la NASA.

Enfin, le.la doctorant.e assurera des astreintes comme Burst Advocate (BA) environ 20 jours par an. Le BA de SVOM joue un rôle opérationnel central : pour chaque alerte à bord, il.elle supervise sa validation en tant que source astrophysique, la génération des produits scientifiques à partir de tous les instruments SVOM (en coordination avec les IS), la rédaction de la première circulaire GCN haute énergie et les observations de suivi au sol avec les partenaires SVOM.

Les activités IS et BA permettront à l'étudiant.e de jouer un rôle de premier plan dans la publication des GRBs intéressants survenant pendant ses astreintes.

L'étudiant.e travaillera dans l'équipe EMA (Expériences et Modélisation en Astroparticules) du LUPM sous la responsabilité de Frédéric PIRON et au sein du consortium international SVOM.