DS10 - Défi des autres savoirs

Rayons Cosmiques au PeV – PECORA

Accélérateurs de particules extrêmes dans la Galaxie

L'objectif de ce projet est d'identifier les sources de rayons cosmiques au PeV au moyen d'observations multi-messagers (rayons X, rayons gamma et neutrinos) par les principales telescopes actuelles et à venir.

PECORA: PeV Cosmic Rays

Plus d’un siècle après leur découverte, l’origine des rayons cosmiques est encore une question essentielle pour l’astrophysique des hautes énergies. La composition chimique des rayons cosmiques est dominée par des protons, pour des énergies de particule inférieures à ~1 PeV, alors que les noyaux plus lourds deviennent importants à des énergies plus élevées. Ceci implique que les sources des rayons cosmiques galactiques soient des PeVatrons de protons, tenant compte aussi de l’indication qui place la transition de rayons cosmiques galactiques à extragalactiques à des énergies qui dépassent largement le PeV. Le but de ce projet est d’identifier les sources des rayons cosmiques à l’énergie du PeV à travers l’observation de multi-messagers (rayons X, rayons<br />gamma, neutrinos) par les instruments présents et futurs.

Le projet est composé de plusieurs Working Packages, et pour cette raison, un certain nombre de méthodologies différentes sont utilisées. Celles-ci vont des calculs théoriques à l'analyse des données, aux approches phénoménologiques.

Plusieurs résultats ont déjà été obtenus dans divers Work Packages. En particulier, grâce aux observations aux rayons X du centre galactique, il a été possible de caractériser plus en détail la nature de l'outflow de matière provenant du centre galactique. Une cheminée a été identifiée, reliant la région entourant immédiatement le trou noir aux gigantesques Fermi bubbles. Ce résultat a été publié sur Nature.

Le projet se déroule comme prévu et nous prévoyons de produire un certain nombre de résultats au cours des prochains mois. En particulier, les résultats basés sur l’analyse des données HESS et Fermi sur les restes de supernova et sur des potentiels PeVatrons galactiques.

8 articles publiés sur revues à comite de lecture.

Plus d’un siècle après leur découverte, l’origine des rayons cosmiques est encore une question essentielle pour l’astrophysique des hautes énergies. La composition chimique des rayons cosmiques est dominée par des protons, pour des énergies de particule inférieures à ~1 PeV, alors que les noyaux plus lourds deviennent importants à des énergies plus élevées. Ceci implique que les sources des rayons cosmiques galactiques soient des PeVatrons de protons, tenant compte aussi de l’indication qui place la transition de rayons cosmiques galactiques à extragalactiques à des énergies qui dépassent largement le PeV. Le but de ce projet est d’identifier les sources des rayons cosmiques à l’énergie du PeV à travers l’observation de multi-messagers (rayons X, rayons
gamma, neutrinos) par les instruments présents et futurs.

Coordination du projet

Stefano Gabici (Astroparticule et Cosmologie)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

IRAP Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie
Centre de Sciences Nucléaires et de Sciences de la Matière
CENBG Centre d'études nucléaires de Bordeaux Gradignan
AIM Astrophysique, Interpretation - Modélisation, Paris-Saclay
Astroparticule et Cosmologie

Aide de l'ANR 495 467 euros
Début et durée du projet scientifique : décembre 2017 - 48 Mois

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