Etude theorique des sursauts gamma : moteur central et mecanismes d'emission
Institution:
Paris 11Disciplines:
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Abstract FR:
Decouverts en 1967, les sursauts gamma ont une origine encore mysterieuse. Ces phenomenes brefs (1 ms a 1000 s) emettant l'essentiel de leur energie entre 100 kev et 1 mev presentent des spectres tres semblables mais des profils temporels extremement divers, parfois tres variables sur de courtes durees. Depuis 1997, les contreparties optiques d'environ 10 sursauts ont ete observees. Les redshifts mesures (entre 0. 7 et 3. 4) prouvent l'origine cosmologique de ces objets. Les luminosites correspondantes sont considerables : entre 10 5 1 et 10 5 4 erg si l'emission est isotrope. Cette these aborde plusieurs points theoriques dans le cadre du scenario suivant : un evenement initial, coalescence de deux objets compacts ou effondrement d'une etoile massive (hypernova) produit un trou noir de masse stellaire entoure d'un disque epais. Une fraction importante de l'energie disponible est alors injectee dans un vent relativiste. Nous apportons deux contributions a l'etude de ce moteur central : nous montrons la stabilite dynamique de l'accretion de la matiere du disque par le trou noir, prouvant ainsi que le disque peut survivre au-dela de l'echelle de temps dynamique (1 ms) et nous etudions la production d'un vent magnetise issu du disque. Nous isolons quelques contraintes fortes necessaires pour atteindre des facteurs de lorentz eleves. Ce vent restitue ensuite une fraction de son energie sous forme de rayonnement par un mecanisme a determiner. Nous avons etudie en detail le modele dit des chocs internes : le vent est suppose avoir initialement un facteur de lorentz variable. Des chocs se forment donc lorsque les parties rapides rattrapent les parties lentes. La matiere choquee rayonne efficacement et produit l'emission gamma observee. Notre etude montre que les proprietes temporelles et spectrales des sursauts sont bien reproduites. Nous modelisons aussi l'effet de l'interaction du vent et du milieu exterieur et estimons la contrepartie optique simultanee au sursaut gamma.