Ecole de Physique des Astroparticules
23 -28 mai 2011
OHP, Saint Michel l'Observatoire
L’Astronomie Gamma

Processus radiatifs et relativistes de haute énergie

Renaud BELMONT
  Centre d'étude spatiale des rayonnements (CESR)

Cours

Les photons sont les messagers les plus utilisés pour sonder la nature, les propriétés et la physique des sources astrophysiques de haute énergie. Leurs propriétés dépendent en effet directement des conditions d'émission. Cependant, bien souvent, les photons influencent en retour les propriétés de la matière, faisant de ces sources des systèmes complexes où matière et rayonnement interagissent étroitement. Le but de ce cours est de synthétiser de manière transverse le rôle des processus radiatifs dans les différentes sources X et gamma.

Chapitres
  1. Notion d'interaction
    1. Grandeurs associées aux particules et aux photons
    2. Interactions simples/multiples
    3. Profondeur optique et géométrie
  2. Interactions élémentaires
    1. Emission/absorption Bremsstrahlung
    2. Emission/absorption Synchrotron
    3. Diffusion Compton
    4. Création et Annihilation de paires
    5. Quelques mots sur les processsus d'accélération
    6. Quelques mots sur les processus hadroniques
  1. Modélisation globale de l'émission de sources à haute énergie
    1. Approches analytiques et ordres de grandeur
    2. Comparaison des différents processus dans des sources astrophysiques
    3. Méthodes numériques : Monte Carlo/Cinétique/Transfert
    4. Un exemple de modèle numérique




RESUME

La première partie du cours permettra de mieux préciser la notion d'interaction entre particules et photons, de replacer cette microphysique dans le cadre d'une source astrophysique à grande échelle et de la relier aux grandeurs observables.
La deuxième partie s'attachera à décrire rapidement la physique des différents processus leptoniques isolés, ainsi que les principales approximations utilisées dans la littérature.
Enfin, la dernière partie tentera de comparer le rôle de ces processus dans les sources X/gamma et de résumer les méthodes analytiques et numériques actuelles utilisées pour décrire leur physique et leur émission.

 
BIBLIOGRAPHIE
  • Revues et Livres
    • Rybicki G.B. & Lightman A.P., 1979, Radiative processes in astrophysics, New York, Wiley-Interscience
    • Blumenthal G.R. & Gould R.J., 1970, Reviews of Modern Physics
    • Heitler W., 1954, Quantum theory of radiation, International Series of Monographs on Physics, Oxford: Clarendon
  • Articles
    • Belmont R., Malzac M., and Marcowith A., 2008, A&A 491
    • Coppi P.S., 1992 MNRAS, 258
    • Dermer C.D., Miller J.A. & Li H., 1996, ApJ 456
    • Lightman A.P. & Zdziarski A.A., 1987, APJ 319
    • Malzac J. & Belmont R., 2009, MNRAS 392
    • Stern B.E., Begelman M.C., Sikora M. and Svensson R., 1995, MNRAS, 272
    • Vurm I. & Poutanen J., 2009, ApJ 698.

 

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