La compréhension des processus d’accrétion et d’éjection de matière au voisinage des trous noirs constitue l’un des défis majeurs de l’astrophysique des hautes énergies. Cette question peut être étudiée à différentes échelles spatiales mais aussi temporelles, via l’observation et la simulation numérique des trous noirs de masse stellaire d’une part, et des trous noirs supermassifs au centre des galaxies d’autre part. 

Dans ce dernier cas, la dislocation d’une étoile par effets de marée lors de son passage à proximité immédiate d’un trou noir supermassif (Tidal Disruption Event – TDE en anglais) fournit une manière innovante d’explorer les propriétés du trou noir, les effets relativistes dans son environnement proche ainsi que les conditions permettant l’éjection de matière sous forme de jets relativistes. Des signatures caractéristiques de ces événements sont ainsi couramment observées dans le domaine des rayons X (sursauts d’émission de forte amplitude, composante d’émission dans le domaine des X durs, oscillations quasi-périodiques du flux de rayonnement, etc). 

Le travail proposé dans le cadre de ce stage consistera à produire des simulations numériques de TDE à l’aide d’un code GR-MHD existant et de générer ensuite des observations synthétiques (courbes de lumière et spectres) dans le domaine des rayons X. Le but sera notamment de rechercher des signatures d’oscillations quasi-périodiques du flux X dans la courbe de lumière et dans le spectre de ces événements transitoires. Ces signatures provenant probablement des régions les plus internes du disque d’accrétion, elles contiennent ainsi des informations cruciales sur les propriétés physiques du trou noir central et sur le flot d’accrétion dans son environnement proche. Dans un second temps, les observations synthétiques seront exploitées pour prédire les possibilités d’observation de ces phénomènes transitoires avec SVOM et Athena, deux futurs observatoires spatiaux de rayons X sur lesquels l’APC est actuellement impliqué. 

Ce travail est la première étape d’un projet à plus long terme et pourra dans ce cadre donner lieu à une publication dans une revue à comité de lecture. Par ailleurs, ce projet pourra ensuite se poursuivre dans le cadre d’une thèse de doctorat portant sur l’étude des processus d’accrétion de matière associés à la fusion de deux trous noirs supermassifs et aux prédictions d’observations simultanées d’un signal gravitationnel et d’un signal électromagnétique.