Recherche de supernovae jeunes par les raies du

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Recherche de supernovae jeunes par les raies du 44 Ti avec INTEGRAL Matthieu RENAUD

Recherche de supernovae jeunes par les raies du 44 Ti avec INTEGRAL Matthieu RENAUD 1ère année de thèse sous la direction de François LEBRUN CEA/Service d’Astrophysique 05/12/03 JJC 2003 La Roche-en-Ardenne 1

Sommaire Problématique des SNRs galactiques Les éléments radioactifs et le 44 Ti Les instruments

Sommaire Problématique des SNRs galactiques Les éléments radioactifs et le 44 Ti Les instruments d’INTEGRAL Les SNRs historiques Recherche de SNRs «manquants» 05/12/03 JJC 2003 La Roche-en-Ardenne 2

Problématique Aucune SN galactique observée depuis > 300 ans !!! ~1680 Cassiopeia A Taux

Problématique Aucune SN galactique observée depuis > 300 ans !!! ~1680 Cassiopeia A Taux de SN/galaxie/siècle 2, 5 P( =7, 5; x=0) 0, 05 % Supernovae manquantes … cachées … ? 1) Etoiles massives formées au sein de nuages moléculaires 2) Observateurs vue de la Galaxie en enfilade Observation SN = évènement exceptionnel ! (sur 1000 ans : 5/6 observées) 05/12/03 JJC 2003 La Roche-en-Ardenne 3

Supernovae (type I et II) vues dans tous les domaine gamma raies nucléaires Pour

Supernovae (type I et II) vues dans tous les domaine gamma raies nucléaires Pour voir les SNRs de moins de 300 ans il faut un élément radioactif de temps de vie comparable. . . 05/12/03 JJC 2003 La Roche-en-Ardenne 4

Les éléments radioactifs et le 44 Ti : = 8, 5 jrs 26 Al

Les éléments radioactifs et le 44 Ti : = 8, 5 jrs 26 Al : = 1, 1 106 ans 60 Fe : = 2, 1 106 ans 56 Ni incompatibles avec age des SNRs recherchées. . . 44 Ti : = 85, 4 ans (T 1/2 = 60± 1 ans) CE (85 ans) Modèles «standard» : SN II, Ib, Ic : ~ 10 -4 MSoleil SN Ia : ~ 5 10 -5 MSoleil 44 21 Sc 44 22 Ti 78. 4 ke. V 67. 9 ke. V + (5. 6 h) Modèles «récents» : Hypernovae : ~ 7 10 -4 MSoleil SN Ia He-detonation : ~ 5 10 -3 MSoleil 05/12/03 1157 ke. V 44 JJC 2003 La Roche-en-Ardenne 20 Ca 5

Précédentes observations : COMPTEL à 1, 157 Me. V (44 Ca) Cas A et

Précédentes observations : COMPTEL à 1, 157 Me. V (44 Ca) Cas A et Vela Jr Beppo. SAX à 68, 78 ke. V (44 Sc) Cas A SN 1006 SN 1604 (Kepler) SN 1054 (Crabe) SN 1181, Tycho, Cas A 05/12/03 JJC 2003 La Roche-en-Ardenne Vela Jr 6

Les instruments d’INTEGRAL SPI : spectromètre 20 ke. V - 8 Me. V FOV=

Les instruments d’INTEGRAL SPI : spectromètre 20 ke. V - 8 Me. V FOV= 35° IBIS : imageur 15 ke. V - 1 Me. V(ISGRI) FOV= 29° , 3σ ISGRI 05/12/03 JJC 2003 La Roche-en-Ardenne 7

Les SNRs historiques SN 1604 : Kepler Ia ? courbe de lumière z ~

Les SNRs historiques SN 1604 : Kepler Ia ? courbe de lumière z ~ 450 pc (>>100 pc !) 3’ II/Ib, c ? nodules enrichis en métaux «runaway star» (Bandiera) SN 1572 : Tycho 8’ d=1. 5 kpc cas le plus favorable pour détecter le 44 Ti avec INTEGRAL MTi …? nature de ces SNRs …? 05/12/03 JJC 2003 La Roche-en-Ardenne 8

Cas A détection 44 Ti par COMPTEL/Beppo. SAX Confirmation par INTEGRAL. . . 5’

Cas A détection 44 Ti par COMPTEL/Beppo. SAX Confirmation par INTEGRAL. . . 5’ MTi éjecté difficile à expliquer par les modèles «classiques» … G 266. 2 -1. 2 : Vela Jr ~2° détection du 44 Ti par COMPTEL Source très étendue. . . géométrie de l’émission du 44 Ti …? 05/12/03 JJC 2003 La Roche-en-Ardenne 9

Recherche de SNRs «manquants» Recherche dans les régions centrales (+bras spiraux : Carène, .

Recherche de SNRs «manquants» Recherche dans les régions centrales (+bras spiraux : Carène, . . . ) : cartographie dans chacune des raies nouvelles sources limites supérieures de détection 05/12/03 JJC 2003 La Roche-en-Ardenne 10

Horizon à 5σ dans les raies du 44 Ti : → SNRs historiques →

Horizon à 5σ dans les raies du 44 Ti : → SNRs historiques → nouvelles sources 05/12/03 JJC 2003 La Roche-en-Ardenne 11

(Dupraz et al. 97) COMPTEL à 1, 15 Me. V (44 Ti, en 3

(Dupraz et al. 97) COMPTEL à 1, 15 Me. V (44 Ti, en 3 ans) IBIS/ISGRI à 68 et 78 ke. V (44 Ti, en 1 an) Supernova historique? 05/12/03 JJC 2003 La Roche-en-Ardenne 12

Conclusion 1) Travail sur la cartographie des régions centrales dans le 44 Ti →

Conclusion 1) Travail sur la cartographie des régions centrales dans le 44 Ti → étude de Kepler (l=4. 5°, b=6. 8°) → nouvelle source…? → cartographie avec SPI à 1, 15 Me. V 2) Travail sur les sources étendues → courbe de sensibilité en fonction du rayon de la source → méthodes ON/OFF : connaissance du fond boule anneau → application à Vela Jr : géométrie dans le 44 Ti hot spots 3) Autres sources : Cas A (calibration) , Tycho (détection…? ) 05/12/03 JJC 2003 La Roche-en-Ardenne 13