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Population et mécanismes d’émissions des étoiles à neutrons

Hautes énergies

Nous sommes impliqués depuis 2006 dans la préparation et le support aux observations de pulsars avec le satellite Fermi. Les programmes « hautes énergies » du NRT représentent 1200 heures de télescope par an, avec 270 pulsars suivis régulièrement, et sont coordonnés à l’échelle internationale.

Depuis le lancement de Fermi en 2008, les observations du ciel gamma par le télescope LAT (Large Area Telescope) ont révélé les pulsations de plus de 200 pulsars dans le domaine du GeV, près des deux tiers grâce aux éphémérides radio. Le NRT a fortement contribué, en particulier à la découverte de l’émission gamma des pulsars millisecondes qui était plutôt inattendue. Les résultats temporels et spectraux des observations de pulsars avec le Fermi LAT, complétés par des campagnes d’observation multi-longueurs d’ondes (X et radio), ont permis de contraindre fortement le choix des modèles d’émission des pulsars, et ainsi d’affiner notre compréhension des mécanismes en jeu et de la géométrie des faisceaux d’émission.

Relevés NRT, NenuFAR, MeerKAT et populations d’étoiles à neutrons

Nous conduisons depuis 2011 un relevé aveugle à 1400 MHz du plan Galactique Nord, à la recherche de pulsars. Un doctorant (F.Octau) travaille sur ce sujet en collaboration avec G.Desvignes (MPIfR, Bonn), ancien doctorant de l’équipe.

Cette thématique va croître dans les années à venir avec la mise en service progressive de NenuFAR. Nous prévoyons un relevé pointé de pulsars connus pour étudier la forme du spectre à basse fréquence (en particulier la position du turn-off, qui contraint fortement les mécanismes d’émissions sous-jacents) ainsi que les effets dispersifs dus au milieu interstellaire (variation du contenu électronique, échelle des turbulences, cartographie du champ magnétique Galactique). Les observations combinées avec LOFAR et le NRT permettront une étude détaillée de la forme et de la durée du profil de pulsation radio ainsi que de sa polarisation, en fonction de la fréquence, et permettront d’estimer l’intensité du champ magnétique avec l’altitude, de comprendre l’évolution de la vitesse de rotation et d’en déduire la géométrie du système. Ce programme sera complété par un relevé aveugle de l’ensemble du ciel accessible (340 beams en incohérent pour un « quick look », 8500 beams en cohérent pour un sondage plus profond, totalisant respectivement 25 et 500 nuits d’observation), qui permettra de caractériser la population locale et de faible luminosité.

Les algorithmes de recherche de nouveaux pulsars conduisent naturellement à la mise en évidence de signaux transitoires rapides, comme la population de Fast Radio Bursts (FRBs). Nous espérons découvrir de nouveaux évènements et travaillerons en étroite collaboration avec F.Mottez (LUTh) et P.Zarka (LESIA) pour leur caractérisation.
Enfin, nous sommes engagés dans le commissioning et l’exploitation de MeerKAT, précurseur de SKA en Afrique du Sud, au sein des consortia TRAPPUM (relevé) et MeerTIME (chronométrie).

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