MPI Kernphysik, Heidelberg

Humboldt Univ. Berlin

Ruhr-Univ. Bochum

Univ. Hamburg

Landessternwarte Heidelberg

Univ. Kiel

Ecole polytechnique, Palaiseau

College de France, Paris

Univ. Paris VI-VII

CEA Saclay

CESR Toulouse

LAOG Grenoble

Observatoire de Paris

Durham Univ.

Dublin Inst. for Adv. Studies

Charles Univ., Prague

Yerewan Physics Inst.

Univ. Potchefstroom

Univ. of Namibia, Windhoek

H.E.S.S.
High Energy Stereoscopic System

H.E.S.S. ou l'astrophysique de très hautes energies

Nicolas Leroy

(80 GeV à 80 TeV)

PLAN

Introduction à l'imagerie Cerenkov

HESS : un instrument de 3e génération

Méthodes d'analyse en imagerie

Quelques résultats

Conclusions et perspectives

Astrophysique des objets compacts

Noyaux Actifs de Galaxie (NAG)

Micro-Quasars & Trous noirs de masse stellaire

Pulsars

Gamma ray bursts

Autre origine et accélération des rayons cosmiques

Restes de Supernovae (SNR)

Galaxies à flambée d'étoiles

Amas de galaxies

Sources galactiques non identifiées d'EGRET

Cosmologie

Fond diffus Infra-rouge extragalactique par l'étude de l'absorption dans le spectre des NAGs :

Annihilation de neutralinos dans les grumeaux de matière noire

L'astrophysique des hautes energies

La technique d'imagerie Cerenkov

un g interagit dans l'atmosphère et crée une gerbe électromagnétique

muons

hadrons

gamma

image de la gerbe en lumière Cerenkov

bruit de fond hadronique : l'ennemi principal à éliminer

Plusieurs télescopes permettent une meilleure détermination de l'origine des événements et de faire une meilleure discrimination hadrons/gamma + une suppression du fond mono-télescope

La stéréoscopie

Plusieurs télescopes pointent vers la même partie du ciel

VERITAS

MAGIC

HESS

CANGAROO-3

H.E.S.S. est une expérience de troisième génération

23°16'' S, 16°30'' E, 1800 m asl

100 km de Windhoek

Le site de H.E.S.S. en Namibie

4 télescopes sur un carré de 120 m de côté

Situation actuelle, côté télescopes

3 télescopes complètement équipés : juin 2002, mars 2003 et septembre 2003

4ème télescope : miroir installé, installation caméra début décembre 2003

Monture Alt-Azimuthale

Surface de miroir ~ 108 m2 constituée de 380 miroirs de 60 cm de diamètre

Diamètre de 12 m, focale de 15 m

Structure en acier

Positionnement en ~ 2 minutes

Un télescope de H.E.S.S.

Caméra : 80 GeV à 80 TeV

960 Phototubes, 0.16° chacun

Electronique rapide

Temps d'intégration : 16ns

Electronique embarquée

Large champs de vue :

5º (10x Lune)

Analyse des données

distance angulaire position réelle - position reconstruite

Analyse géométrique

Camera response

gamma

On/Off Alpha

Nébuleuse du Crabe :

chandelle standard de l'astronomie g

4.86 h. utiles

17.7 s, soit 8.1 s h-0.5

3.5 g min-1

(CAT 4 s h-0.5)

Courbe de lumière

Noyaux actifs de galaxies à jets

@Chandra

@HST

@VLA

Trou noir supermassif

Jets parfois “superluminiques” visibles dans une grande gamme du spectre électromagnétique

Accélération électrons/hadrons

Étude du fond diffus Infra-rouge

Au TeV, la classe des BL Lacs :

jet orienté vers nous

?

M 87

Noyaux actifs de galaxies

Sources extrêmement variables dans le temps et dans le spectre

Détectées au TeV principalement dans des états actifs de la source

Grande corrélation entre les variations dans le domaine des rayons X

et celles enregistrées au TeV

BL Lac PKS 2155-304

Première détection par le télescope Mark VI en 1999

Chadwick et al, 1999

redshift : z =0.116

forte absorption IR

deuxième objet le plus lointain détecté après 1ES1426 (CAT, Whipple, HEGRA)

un des objets les plus étudiés de l'hémisphère austral

Analyse en ON/OFF

2 périodes d'observations : juillet et octobre 2002

uniquement en mono-télescope

Une détection confirmée par H.E.S.S.

Excès : 9.9 s

Signal : 3.1 g min.-1

2.2 h. utiles

Juillet 2002

4.7 h. utiles

Excès : 6.6 s

Signal : 1.2 g min.-1

Octobre 2002

Les deux périodes semblent montrer deux états d'activité différents de la source

Cette source est un monstre, pour une même distance

1ES 1426 détectée au bout de 5 ans d'observations

PKS 2155 détectée au bout de 3 jours

Juin 2003

Juillet 2003

Août 2003

Et pour l'année 2003, premières analyses stéréo

3 périodes d'observations, 3 détections

Observations du mois de spetembre en cours d'analyse, une première observation sur site donne un signal

Sommes nous capable de voir un état bas de la source ?

Une première dans cette gamme d'energies ?

H.E.S.S. : situation actuelle

Installation en 3 ans des 4 télescopes

Installation de 3 caméras en un an

Première expérience de troisième génération à être complète

Détection de la Nébuleuse du Crabe

Détection du noyau actif de galaxie PKS 2155-304 à 2 époques en 2002, nouvelles détections en 2003

Le centre galactique, à confirmer en 2004, étude de variabilité

Analyses spectrales en cours

Prospective et futur de H.E.S.S.

Phase 2 de H.E.S.S. :

vers un grand télescope : baisser le seuil en énergie, mais bruit de fond important (électrons/positrons cosmiques), nouvelle technique de déclenchement (?)

ajout de nouveaux télescopes : plus grande modularité, plus grande surface, meilleure sensibilité

GLAST/ HESS :

possibilité d'un intercalibrage sol/espace pour la première fois

H.E.S.S. I entre dans une période d'exploitation et d'analyse de données astrophysiques

campagnes multi-longueurs d'ondes sur les AGNs, notemment une campagne en cours en radio, optique, X et TeV sur

PKS 2155-304, les données sont accessibles au sein de la collaboration

Questions

Réponses?

Les origines de l'émission ?

4º

@VLA

@Chandra

@ IBIS/INTEGRAL

@ IBIS/INTEGRAL

Beaucoup de candidats potentiels

Restes de Supernovae :

possible, deux sources connues peuvent correspondre

Matière noire supersymétrique :

peu probable dans le temps de détection de H.E.S.S. (Thèse Julien Guy)

Emission du trou noir central par l'intermédiaire de jets :

jets vu en infra-rouge (Rouan, journées du GDR PCHE 2003)

variabilité vue sur INTEGRAL

Autres ?

2003-09-19T04:00:34