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COSMAX, Quelques exemples pour débuter

Quelques exemples pour débuter

Eruption majeure de 3C 454.3

3C 454.3 est le plus brillant du millier de blazars détectés par le LAT. Les blazars sont des radiogalaxies (appartenant à la classe des galaxies actives) qui présentent un jet relativiste, émanant des régions proches d’un trou noir supermassif central (qui a une masse supérieure à 100 milions de masses solaires) et qui est dirigé vers la Terre. Cette caractéristique rend la source très lumineuse et très variable, l’émission étant produite dans un cône étroit de quelques degrés d’ouverture. Situé à 7,2 milliards d’années lumière, 3C 454.3 a montré plusieurs éruptions majeures depuis la mise en service de Fermi en Août 2008, dont la plus spectaculaire a eu lieu entre le 17 et 22 Novembre 2010 (semaine 128). La source, de coordonnées galactiques L= 86,1, B=-38,2, était la plus brillante du ciel dans cette période.

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Carte obtenue avec le fichier de la semaine 128. 3C 454.3 est apparent à (L,B)= (86.1, 38.2)

La variation de luminosité de ce blazar est spectaculaire comme l’illustre la figure ci-dessous (couvrant d’Aout 2008 à Décembre 2010). Le flux Vela, la source habituellement la plus brillante du ciel est représenté par la ligne en pointillé. Chaque fois que le flux de 3C 454.3 dépasse cette valeur, elle devient la star du ciel en rayons gamma.

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Evolution temporelle du flux ("courbe de lumière") du blazar 3C 454.3

Un sursaut gamma très brillant

Le sursaut gamma GRB 080916C, correspondant probablement à l’explosion d’une étoile très massive en fin de vie, a été détecté le 16 Septembre 2008 à 0H13 UT et a duré 23 minutes. La distance estimée de l’explosion est de 12.2 milliards d’années lumière. Sa luminosité exceptionnelle correspondait à celle de 9000 supernovae.

http://www.nasa.gov/mission_pages/GLAST/news/high_grb.html

http://en.wikipedia.org/wiki/GRB_080916C

http://www.science20.com/news_releases/grb_080916c_most_extreme_gammaray_blast_ever_we_know_about

La carte suivante illustre la détection de cet événement. Elle a été créée avec

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Carte de la région de GRB090916C

On peut explorer l’évolution temporelle de cet événement rare :

puis cliquer sur Hist, paramètre X : TIME, limites Min=243216000 Max=243219600 Bin Size=50

ou bien

où #nombre_de_canaux est un paramètre optionnel (défaut : 100) et définit la taille de l’histogramme.

Une représentation animée du phénomène peut être réalisée par la commande

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Distribution du temps d’arrivée des photons pendant l’heure où a eu lieu GRB090916C

Une éruption solaire majeure

Cette éruption, la plus violente jamais observée avec des rayons gamma, a eu lieu le 6 Mars 2012 (semaine 196). La carte ci-dessous montre comme le soleil est visible (L 80°,B -60°) pendant cette période.

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Carte du ciel montrant l’ éruption solaire la plus brillante enregistrée par Fermi.

Exemple d’animation sur cette éruption (une image correspondant à 3h, la durée totale couvrant une semaine) La séquence a été crée par la commande

La nébuleuse du Crabe en éruption

La nébuleuse du Crabe (M1) est un reste de supernova abritant un pulsar. Ce pulsar génère un vent de particules qui alimente en énergie la nébuleuse environnante, constituée par l’interaction de la matière éjectée lors de l’explosion avec le milieu interstellaire. L’explosion date du 4 Juillet 1054 et a été reportée par les astronomes chinois de l’époque. Le pulsar et la nébuleuse émettent à la fois en rayons gamma. Sur les images produites avec le Fermi-LAT, il n’est pas possible de les distinguer spatialement bien que la nébuleuse soit étendue (6’x 4’) car la résolution angulaire de l’instrument n’est pas suffisante. L’émission du pulsar est (quasi-)périodique avec une période de 33 ms alors que celle de la nébuleuse est continue. On a longtemps cru que l’émission de la nébuleuse ne variait que sur des échelles temporelles très longues (des dizaines d’années) , à telle point qu’elle était considérée comme la « chandelle standard » de l’Astronomie Gamma. On sait depuis 2009 que cette émission peut en fait varier sur des périodes beaucoup courtes de l’ordre d’une journée ou moins. Les propriétés de la zone émettrice (beaucoup plus petite que la nébuleuse entière) et les processus responsables de cette activité rapide restent très mal compris. Les figures ci-dessous montrent une région du ciel centrée sur la nébuleuse pour les semaines 196 (activité normale, en haut) et 248 (éruption, en bas). La source de gauche est le pulsar Geminga, qui sert de référence : habituellement plus brillant que la nébuleuse du Crabe (figure du haut), il l’est moins dans la période d’éruption. Les projections sur l’axe horizontale (longitude galactique, L, avec le sens de l’axe inversé, Geminga apparaissant à droite du Crabe) sont présentées dans les figures de droite.

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