Titre:
Simulation et analyse de données pour une configuration réaliste de LISA

Description:

LISA (Laser Interferometer Space Antenna) est une mission large de l'ESA (Agence Spatiale Européenne). Son objectif est de comprendre "l'Univers gravitationnel" par l'observation de sources d'onde gravitationnelle émettant entre 0.02 milliHertz et 1 Hertz. LISA est formée de 3 satellites en orbite héliocentrique s'échangeant des faisceaux lasers de manière à mesurer par interférométrie les déformations de l'espace de quelques pico-mètres dues au passage d'ondes gravitationnelles. Les sources qu'observera LISA sont les binaires de trous noirs super-massifs, plusieurs dizaines de milliers de binaires galactiques, des binaires à rapport de masse extrêmes, des binaires de trous noirs de masses stellaires, de potentiels fonds stochastiques originaires de l'Univers primordial ainsi que toutes les sources inattendues. Bien que LISA devrait être lancé vers 2034, le design de la mission se fait maintenant, en phase A, et la configuration détaillée sera fixée dans quelques années (avant 2022). C'est donc aujourd'hui qu'il faut faire les bons choix en se basant sur des études aussi détaillées que possibles et nécessitant l'utilisation de simulations et le prototypage de chaines d'analyse de données.

Lors de ce stage, nous proposons de contribuer à la compréhension des performances de l'instrument en connectant modélisation réaliste de l'instrument et science. Plusieurs approches du sujet sont envisageables :

1. implémentation d'un sous-système de l'instrument dans la simulation et exploitation des résultats pour estimer l'influence sur les performances de LISA (exemple: fluctuations de température impliquant des corrélations et des non-stationnarités);

2. implémentation d'une méthode de pré-traitement des données permettant de resynchroniser les horloges et d'évaluer les temps de vols des faisceaux entre satellites et exploitation pour réévaluer les performances;

3. évaluation des performances d'une méthode d'analyse des sources d'ondes gravitationnelles avec une configuration plus réaliste de LISA et amélioration éventuelle de la méthode

4. utilisation d'une méthode d'analyse existante pour estimer les paramètres d'un catalogue simulé de binaires de trous noirs supermassifs dans des données instrumentales réalistes et estimation des performances de LISA pour contraindre des paramètres cosmologiques

Références:
- LISA @ ESA : https://www.cosmos.esa.int/web/LISA
- LISA Consortium : http://lisamission.org