Thèse de doctorat « Analyse des premières données de la NectarCam pour CTA et étude de sources étendues

Sujet de thèse :
L’astronomie γ de très haute énergie est sur le point de connaître un nouvel avancement majeur avec l’arrivée de CTA (Cherenkov Telescope Array). La thèse proposée comportera deux grands axes complémentaires : une partie instrumentation et développement de software, lié à la caméra NectarCAM, et une partie sur le développement d’outils d’analyse dédiés aux sources étendues, de la taille du champ de vue de CTA, avec le challenge que cela implique en termes de réjection du bruit de fond.
Concernant la partie instrumentation, le LP2iB est impliqué dans la réalisation, la calibration et la mise en service de NectarCAM, un des types de caméra qui équipera les 9 télescopes de taille moyenne de CTA sur le site de l’hémisphère Nord, à La Palma. La première caméra se trouve actuellement en chambre noire au CEA (Paris-Saclay). Le LP2iB est chargé de coordonner les éléments du software bas niveau qui seront à terme en partie intégrés au pipeline général de calibration et d'analyse des données de CTA. L’étudiant(e) gagnera en expertise sur les problématiques liées à la calibration de la caméra et à la caractérisation de la qualité des données, et contribuera au développement du software dédié nectarchain. Cette connaissance est indispensable à la compréhension du fonctionnement de l'instrument. L'étudiant(e) participera à la mise en service des NectarCAM sur site et à l’analyse des premières données.
La partie scientifique a pour sujet d’étude les sources étendues, pour lesquelles les télescopes Cherenkov H.E.S.S. et CTA ne sont nativement pas conçus pour être performants. En effet, avec leur excellente résolution angulaire, ils sont sensibles aux sources ponctuelles ou légèrement étendues (quelques dixièmes de degrés) pour lesquelles on va résoudre des détails de structure. En revanche dans le cas de sources très étendues (plusieurs degrés), dont l'émission est diffuse, et à faible brillance de surface, le développement d’outils d’analyse dédiés est indispensable. Le point critique est la modélisation du fond astrophysique, pour extraire le signal. Pour cela on peut optimiser les approches classiques, mais aussi explorer une approche faisant appel aux méthodes d'intelligence artificielle. Cela serait une bonne opportunité pour créer des collaborations avec d’autres équipes de laboratoires bordelais (IMS, Labri) spécialisés en traitement du signal et en science des données. Ces algorithmes seront testés et validés sur des données de l’instrument H.E.S.S., dans lesquelles il est certain qu’il reste des sources de ce type à découvrir.
Parmi les sources très étendues, sont ciblés les halos γ autour de pulsars, parce qu’on assiste à l'injection, dans le milieu interstellaire, de rayons cosmiques, dont l’étude permet d’améliorer notre compréhension de notre galaxie. Ces halos seraient l’état avancé d’une nébuleuse de vent de pulsar (≳ 105 ans) et des coefficients de diffusion très f
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