La découverte des pulsars date de presque 50 ans et pourtant on est loin de comprendre ces objets fascinants. Nous savons certes qu'un pulsar est très vraisemblablement une étoile à neutrons magnétisée et en rotation rapide, que des particules chargées, accélérées jusqu'aux énergies ultra-relativistes quelque part dans la magnétosphère, ou au-delà du cylindre de lumière dans le vent du pulsar, émettent un rayonnement non-thermique de la radio aux rayons gamma. Mais les détails de ces processus restent encore largement débattus. La découverte de plus de 150 pulsars gamma avec l'instrument LAT à bord du satellite Fermi, lancé en 2008, a apporté une moisson sans précédent, de données, et a notamment mis en évidence une coupure exponentielle des spectres gamma qui semblait universelle.
Une première découverte en 2011 a bousculé cet état de fait : les télescopes Tchérenkov de la collaboration VERITAS et MAGIC, opérant dans le domaine des gamma au-delà de 100 GeV, ont mis en évidence des pulsations provenant du pulsar du Crabe à des énergies atteignant 400 Ge, puis récemment le TeV, remettant en cause, au moins pour ce cas, l'universalité de la coupure exponentielle. Le rayonnement de courbure ne peut, dès lors, être évoqué que dans des conditions extrêmes d'efficacité d'accélération et de très grands rayons de courbure, impliquant le recours à de nouveaux processus tels que le Compton inverse.
Pour avancer dans ce domaine, la découverte et l'étude de nouveaux pulsars émetteurs dans le domaine de la centaine de GeV et au-delà s'avèrent essentielles. L'entrée en exploitation du télescope de 28 mètres de diamètre de la phase II de HESS en 2012, a déjà permis de détecter le pulsar de Vela dans une bande allant de 20 à 100 GeV. Un programme d'observation profonde de ces objets est en cours avec de très bonnes chances de découvrir de nouvelles émissions.

Le travail de thèse consistera d'une part à participer à l'analyse de données de HESS-II dans le mode spécifique de détection et d'étude des signaux pulsés. La deuxième partie de la thèse sera consacrée à l'interprétation des résultats obtenus avec HESS-II en combinaison avec des données à d'autres longueurs d'ondes, avec Fermi en gamma mais aussi en rayons X et radio. Une collaboration avec un des théoriciens du domaine (J. Pétri, Observatoire de Strasbourg, B. Rudak de l'Institut Copernic en Pologne) sera possible. Enfin, il s'agira de préparer la physique des pulsars avec la prochaine génération des télescopes gamma, c'est-à-dire le programme CTA.

Contact: Arache Djannati-Atai (djannatiin2p3.fr)